港口门式起重机安全监控管理系统研究

发布时间：2018-07-15 17:26

【摘要】：门式起重机具有场地利用率高、作业范围大、适应面广、通用性强等优点,是我国港口应用最为广泛的装卸机械,其运行状态直接影响着港口的生产效率和经济效益。随着全球贸易的不断增加,许多港口的年吞吐量屡创新高,但是,近年来港口起重机运行安全事故屡次发生,为确保港口门式起重机安全、高效、低成本运行,我国相关政策文件明确要求对重要起重器械进行安全监控。本文以ARM处理器为控制核心,嵌入式Linux作为操作系统,结合计算机科学、传感技术和图形用户界面的相关研究成果,研发了一套门式起重机远程监控系统。首先分析了港口门式起重机的结构和运行特点,然后,设计了安全监控系统的总体框架,主要包括嵌入式微处理器、串口通讯模块、LCD显示模块、信息处理模块、文件处理模块、AD采样模块、脉冲采样模块、人机交互模块、输出控制模块等九个模块。最后,从系统硬件、CPLD程序以及系统软件三个方面对研发过程进行详细描述。安全监控系统硬件结构主要包括处理器、电源模块、存储器、液晶屏显示、串口模块等,中央处理器采用S3C2440A,电源模块用于给控制模块供电,FLASH存储器、SDRAM用于存储程序和记录港口门式起重机监控数据等。LCD显示模块实现人机交互界面,使操作人员可以看到起重机运行的实时数据。USB接口和RS232串口用于外界USB设备及连接宿主机下载编译的程序代码等。CPLD程序的设计部分主要介绍了QuartusⅡ开发环境,并对CPLD的总体程序架构、外部按键输入程序模块、外部传感器信号输入模块程序、外部脉冲信号输入模块程序及外部继电气控制模块程序进行了详细地介绍。监控系统包含Linux设备驱动程序开发,内核的移植,QT应用程序开发,采用交叉编译工具编译出相应的应用程序,下载到平台中从而实现嵌入式开发平台所要完成的具体功能,实现对起重机各个检测点的监控。总之,本系统采用微电子方式开发,集成度高、功耗低、体积小,便于监控系统的安装与携带,并且能方便快捷的对监控系统的功能进行更新。经实际调试验证,该监控系统能较好地完成设计任务要求的各项功能,界面友好,操作简单,也可以用于对其他各类门式起重机的安全监控。具有很好的应用前景和推广价值。
[Abstract]:This paper describes the structure and operation characteristics of port gantry crane , including processor , power supply module , LCD display module , information processing module , file processing module , AD sampling module , pulse sampling module , computer interaction module and output control module . The system adopts micro - electronic mode to develop , has high integration degree , low power consumption and small volume , facilitates the installation and carrying of the monitoring system , and can conveniently and quickly update the function of the monitoring system .
【学位授予单位】：武汉纺织大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U653.921

【参考文献】