回转窑是冶金、水泥、耐火材料生产中的关键设备，是一种重载荷、大扭矩、多支点、静不定运行系统，确保它安全、高效地运行是相应生产企业提高经济效益的关键。研究发现回转窑的运行好坏主要受其运行轴线的影响，生产中为对它进行合理地调整与维护，需要准确、及时地掌握和分析它的轴线状态，因此，迫切需要研制一套大型回转窑运行轴线监测系统。 本论文首先在分析和比较国内外回转窑检测系统现状的基础上，研究了基于三点法的大型回转窑运行轴线在线测量新方法，该方法不仅能够测得回转窑筒体回转中心的动态变化情况，同时还可以测取轮带和托轮的直径以及它们的变形情况。应用该方法，设计研制了一种新型大型回转窑运行轴线动态测量系统。其次，在系统硬件设计中，说明了传感器性能、通讯方式，并详细分析了测量模块的电路，采用可以进行大距离非接触式精确测量的激光测距传感器。另外，在系统软件设计中，详细分析了系统监测软件的实现，并简要介绍了系统的功能。完成了基于MCGS平台的应用程序的各个模块设计，主要是基于Vc++的单片机与PC机的通讯模块、数据存储和结果显示等模块，并设计了美观友好的人机交互界面，使用户能更直观、快捷地看到测量的结果。测试表明：本文设计的回转窑运行轴线在线测量方法及系统能够在模拟工况下准确地获取回转窑的运行轴线参数。同时，该监测系统具有安装维护方便、工作稳定、运行可靠、测量精度高、监测软件功能齐全等特点。本论文最后就后续的研究工作提出了改进建议。