摘 要

在经济全球化的今天，国家之间的贸易对于一个国家来说极其重要，而港口在国家贸易之间起到至关重要的作用，是国家之间贸易的桥梁。港口作为现代物流中的重要部分，在水路运输和陆路运输之间有着重要的连接作用，在全球化制造过程中扮演着不可或缺的角色，港口的吞吐量代表着一个国家进出口贸易量，因此，可以说港口的发展水平很大程度上影响了国家的经济贸易。

而在港口迅速发展的同时，港口机械设备的要求也越来越高，特别是在安全方面，港口机械作为大型机械，如果发生安全事故会导致巨大的损失或者灾难性的后果。港口码头及其配套作业区的物流作业的频繁，因此港口机械所要求装卸能力、作业速度也有了更高的要求。港口起重机械也在朝着大型化、无人化、自动化方向不断发展和改革，与此同时港口机械设备的安全规范操作以及其长期安全管理也有了更高的要求。港口大型起重机械，如门式起重机、岸桥式起重机等，是港口所普遍应用的设备，其作业效率高、起重量大，同时高度高、体积庞大，价值也十分巨大。对这些设备的安全操作是极为严格的，设备的维修养护也必须依照科学合理的计划及措施。

大量研究表明，对港口起重机械进行在线监测可以减少安全事故的发生，本文主要研究了门座式起重机结构应力、振动以及温度的在线监测。

关键词：在线监测；门座式起重机；结构应力；振动；温度

Abstract

In today's economic globalization, trade between countries is extremely important for a country, and ports play a vital role in national trade, and are a bridge between countries. As an important part of modern logistics, ports have an important connection between water transportation and land transportation, and play an indispensable role in the global manufacturing process. The throughput of ports represents a country ’s import and export trade volume. The development level of the port is closely related to the development level of the country.

While the port is developing at a high speed, the safety level of port operations is also higher. As a large machine, port machinery, if a safety accident occurs, will cause huge losses or catastrophic consequences. The logistics operations of the port terminal and its supporting operation area are frequent, so the loading and unloading capacity and operation speed required by the port machinery also have higher requirements. Port cranes are also constantly developing and reforming in the direction of large-scale, unmanned, and automation. At the same time, the safety standard operation of port machinery and equipment and its long-term safety management also have higher requirements. Large port cranes, such as gantry cranes and shore bridge cranes, are commonly used equipment in ports. They have high operating efficiency and large lifting capacity. At the same time, they are high in height, large in size and valuable in value. The safety of equipment operation is extremely important, and equipment maintenance also requires scientific methods.

A large number of studies have shown that online monitoring of port cranes can reduce the occurrence of safety accidents. This article mainly studies the online monitoring of gantry crane structural stress, vibration and temperature.

Key Words：Online monitoring；portal crane；structural stress；vibration；temperature

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 在线监测研究的目的及意义 1

1.3 国内外港口起重机械在线监测研究现状 2

1.3.1 国内港口起重机械在线监测研究现状 2

1.3.2 国外港口起重机械在线监测研究现状 3

1.4 论文研究思路 4

1.5本章小结 4

第2章 门式起重机在线监测点的布局 5

2.1 港口起重机结构应力监测点选择 5

2.2 振动测点的选择 6

2.3 温度测点的选择 7

2.4 本章小结 7

第3章 门座式起重在线监测方法研究 8

3.1 门座式起重机金属结构应力监测 8

3.1.1 应变仪 8

3.1.2 电测式应力监测法工作原理 9

3.2 门座式起重机振动监测 10

3.2.1 振动传感器 10

3.2.2 振幅的测量 10

3.2.3 振动加速度的测量 11

3.2.4 振动角位移的测量 12

3.2.5 振动速度的测量 12

3.3 门座式起重机温度监测 13

3.4 本章小结 13

第4章 门机在线监测系统硬件结构 14

4.1 结构应力监测系统硬件 14

4.1.1 系统硬件组成及功能 14

4.1.2 系统工作流程 14

4.2 振动监测系统硬件 15

4.2.1 振动监测系统硬件组成 15

4.3 门座式起重机温度在线监测系统硬件 16

4.3.1 系统硬件组成 16

4.3.2 系统工作流程 16

4.4本章小结 16

第5章 门座式起重机远程在线监测系统软件设计 17

5.1 在线监测系统功能需求分析 17

5.2 软件对数据采集器的控制分析 17

5.3 在线监测软件数据处理功能分析 18

5.4软件系统总体设计 18

5.4.1 软件系统流程设计 18

5.4.2 在线监测系统软件功能设计 19

5.5 软件系统数据库设计 20

5.6本章小结 21

第6章 总结与展望 22

6.1 研究总结 22

6.2 展望部分 22

参考文献 23

致 谢 24

绪论

研究背景

在经济全球化的今天，国家之间的贸易对于一个国家来说极其重要，而港口在国家贸易之间起到至关重要的作用，是国家之间贸易的桥梁。港口作为现代物流中的重要部分，在水路运输和陆路运输之间有着重要的连接作用，在全球化制造过程中扮演着不可或缺的角色，港口的吞吐量代表着一个国家进出口贸易量，因此，可以说港口的发展水平很大程度上影响了国家的经济贸易。

而在港口迅速发展的同时，港口机械设备的要求也越来越高，特别是在安全方面，港口机械作为大型机械，如果发生安全事故会导致巨大的损失或者灾难性的后果。港口码头及其配套作业区的物流作业的频繁，因此港口机械所要求装卸能力、作业速度也有了更高的要求。港口起重机械也在朝着大型化、无人化、自动化方向不断发展和改革，与此同时港口机械设备的安全规范操作以及其长期安全管理也有了更高的要求。港口大型起重机械，如门式起重机、岸桥式起重机等，是港口所普遍应用的设备，其作业效率高、起重量大，同时高度高、体积庞大，价值也十分巨大。对这些设备的安全操作是极为严格的，设备的维修养护也必须依照科学合理的计划及措施。

如今科技的不断发展进步使得机械设备在现代工业生产中的作用也越来越明显，机械设备在运行操作过程中的一些故障，都会对社会造成一些程度的经济损失，甚至式灾难性的事故发生。港口机械体积庞大、造价高，一旦出现事故，无论是经济方面，还是人身安全方面，都是极大的损失。