摘 要

港口是贸易口岸和运输枢纽，港口起重运输设备则是保障港口正常运营的必不可少的重要元素。为提高港口起重运输设备的装卸效率，缩短故障时间，增强其安全性能，改善门机监管状况，必须利用监控系统对其进行监管控制。本文以门座起重机为例研究港口起重运输设备计算机监控系统，选择WinCC组态软件设计监控系统的监控画面。主要内容如下：

（1）研究门座起重机起升、行走、旋转、变幅四大机构的结构及工作原理。分析门座起重机具体参数，并据此来设置监控系统的主要监控的参数。

（2）阐述监控系统的功能要求，分析系统的结构，包括硬件结构、软件结构及网络结构，并据此完成了监控系统的设计方案，提出系统架构。

（3）主要进行监控系统各个功能模块和人机界面的设计，包括实时状态监控、故障报警、数据记录、数据曲线图模块，其中实时状态监控模块包括整机、起升机构、行走机构、旋转机构和变幅机构的监控。

本文对港口起重运输设备计算机监控系统进行了详细分析、完成了监控系统人机界面的设计。利用WinCC组态软件的上位机监控界面实现了门座起重机实时状态监控、故障报警、数据记录等功能。

关键词：门座起重机；监控系统；WinCC

Abstract

The port is trade port and transportation hub, lifting transport equipment is the indispensable important elements of protection of the normal operation of the port. To improve the efficiency of port lifting transport equipment of loading and unloading, shorten the down time, enhance the safety performance, improve the regulatory status of the crane, must use monitoring system to monitor its control. Taking gantry crane as an example research port lifting transport equipment computer monitoring and control system, choose the WinCC configuration software design of monitoring system of surveillance images. The main contents are as follows:

(1) the hoisting, walking, slewing, luffing mechanism and working principle of the four major institutions of the gantry crane. Gantry crane specific parameters is analyzed, and accordingly to set up the main monitoring parameters of the monitoring system.

(2) The paper expound the functional requirements of the monitoring system, analyze the system structure, including the hardware structure, software structure and the network structure, and accordingly to complete the design scheme of monitoring and control system, the system architecture is put forward.

(3)The paper is mainly for the design of the monitoring system of each function module and man-machine interface, including real-time condition monitoring, fault alarm module, data record, data graph, and real-time condition monitoring module includes the monitoring of whole machine, hoisting mechanism, walking mechanism, slewing mechanism and luffing mechanism.

This paper complete the analysis and research of the port lifting transport equipment computer monitoring system and the design of the monitoring system of human-machine interface. Using the PC monitoring of WinCC configuration software interface to realize the real-time condition monitoring, fault alarm, data records, and other functions.

Key words: gantry crane；Monitoring system；WinCC

目 录

第1章 绪论 1

1.1研究的背景和意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.2.1国外研究现状 1

1.2.2国内研究现状 2

1.3本文的研究内容 2

第2章 门座起重机介绍 4

2.1概述 4

2.2门座起重机结构简介 4

2.2.1门座起重机技术参数 4

2.2.2门座起重机四大机构简介 4

2.2.3门座起重机工作原理 9

第3章 监控系统方案的设计 10

3.1功能要求 10

3.2系统结构 10

3.2.1硬件结构 10

3.2.2软件结构 11

3.2.3网络结构 14

3.3监控系统方案的设计 15

3.4本章小结 16

第4章 监控系统功能模块及人机界面设计 17

4.1实时状态监控模块及画面设计 17

4.1.1整机实时监控功能模块及画面设计 17

4.1.2起升机构实时监控功能模块及画面设计 17

4.1.3行走机构实时监控功能模块及画面设计 18

4.1.4旋转机构实时监控功能模块及画面设计 19

4.1.5变幅机构实时监控功能模块及画面设计 20

4.2故障报警模块 21

4.3数据记录模块 24

4.4通讯 24

4.5监控系统运行 26

4.6本章小结 29

第5章 总结与展望 30

5.1本文总结 30

5.2经济可行性分析 30

5.3研究展望 31

参考文献 32

致谢 34

第1章 绪论

1.1研究的背景和意义

港口是贸易口岸和运输枢纽，随着经济全球化，对于港口物流业的发展，对经济发展都有很大的促进作用。港口码头的装卸能力和作业效率的提高促使港口起重运输设备朝着大型化、高速化、自动化的方向不断进步^[2]。门座起重机是港口重要的起重运输设备之一，主要是用来实现货物的装卸搬运和堆码作业的^[3]。和其他类型的起重机相比，门座起重机具有高效的、低廉的、灵活的，这些优点使得在港口码头使用的非常多。所以门座起重机的直接影响到港口的装卸效率，然而因门机的工作特点决定，门机是港口易发生事故的特种机械设备之一，而怎么提高门机的作业效率，减少故障及维修时间，保证安全运行非常重要。

现代监控技术汇集了计算机技术、通信技术、网络技术和控制技术，也是信息技术和监控技术集成的^[4]。它既可以降低操作人员的、降低生产的、提高生产率，也能实时监视设备的运行情况，方便维护。如果在门机上应用监控管理系统，就可以实时地监控门机的，提高它的，增强它的，缩短它的故障反应时间和维修时间，这可以改善门机目前的监管状况，提高 的 水平。所以，面对我国港口起重运输设备的现状，开发港口起重运输设备监控系统有着必要性和紧迫性。

1.2国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

目前，国外大型己经开发了使用计算机软件和对、集装箱和运输设备进行统一调度和监控,合理安排装卸的工序和堆场^[5]。