起重機械是現代化工業(yè)生產中必不可少的設備。由于起重機械的作業(yè)過程和工作環(huán)境都比較復雜，因此危險性較大，一旦發(fā)生事故，往往造成重大的經濟損失甚至人員傷亡。為了保證起重機械安全運行，避免造成人身傷亡及機械損壞等事故，必須在起重設備上配備各種安全防護 裝置。起重機安全監(jiān)控系統是指起重機上用于控制位 置、速度、防止墜落的裝置，按照《起重機械安 全規(guī)程》(GB6067—2010)規(guī)定，起重機安全裝 置共有22大類，主要包括限制器、限位器、緩沖 、防風裝置等。

一、國家標準法規(guī)對起重機安全監(jiān)控系統的要求

我國對起重機安全監(jiān)控系統的強制要求較晚， 最早關于安全防護裝置的國家標準是1985年6月6 日發(fā)布的《起重機械安全規(guī)程》(GB6067-85)。 ((起重機械安全規(guī)程》明確規(guī)定：各類起重機必 須按照要求安裝安全防護裝置，并在使用過程中 及時檢查、維護，使其保持正常工作性能。目 前該標準被《起重機械安全規(guī)程》 (GB6067- 10)取代。

1990年12月18日，國家技術監(jiān)督局發(fā)布《起 重機械超載保護裝置安全技術規(guī)范》(GBl2602— 0)，明確了橋式起重機、門式(半門式)起重 機、塔式起重機、流動式起重機、門座(半門座)起重機、鐵路起重機、電動葫蘆、固定式起 重機必須安裝和使用的超載保護裝置。2009年， 該標準被《起重機械超載保護裝置》(GB 1 2602— 2009)取代。 2003年3月l 1日，國務院發(fā)布《特種設備 安全監(jiān)察條例》 (國務院令第373號)，明確規(guī) 定：特種設備使用單位應當對在用特種設備的安 全附件、安全保護裝置、測量調控裝置及有關附 屬儀器儀表進行定期校驗、檢修，并作出記錄。 2009年，該標準已被((特種設備安全監(jiān)察條例》 (2009版)取代。 2008年1月28日，建設部頒布第120081 166 號文((建筑起重機械安全監(jiān)督管理規(guī)定》，明確 規(guī)定：沒有齊全有效的安全保護裝置的建筑起重 機械不得出租、使用；違反規(guī)定者，由縣級以上 地方人民政府建設主管部門責令限期改正，予以 警告，并處以5 000元以上3萬元以下罰款。 2008年8月7日，國家質檢總局頒布國家標準 《塔式起重機》(GB／T503卜2008)，第5條相關條 款明確規(guī)定：塔機應裝有報警裝置、顯示記錄裝 置、風速儀及工作空間限制器。 2010年7月19日，《國務院關于進一步加強企業(yè) 安全生產工作的通知》(國發(fā)[20103 23號)明確 要求“大型起重機械要安裝安全監(jiān)控管理系統”。 2010年9月28日，國務院辦公廳印發(fā)《貫徹落實<國務院關于進一步加強企業(yè)安全生產工作 的通知>重點工作分工方案的通知》(國辦函( 20103 140號)明確要求由國家質檢總局牽頭，安 全監(jiān)管總局配合“督促落實大型起重機械安裝安 全監(jiān)控管理系統。” 

201 1年3月25日，國家質檢總局與國家安全監(jiān) 管總局聯合制定Ⅸ大型起重機械安裝安全監(jiān)控管理 系統實施方案》，明確由國家質檢總局牽頭負責， 國家安全監(jiān)管總局綜合協調，鐵道部、交通運輸 部、工業(yè)和信息化部、電監(jiān)會、國資委等相關行業(yè) 主管部門參與實施，指導、督促地方和生產使用單 位落實大型起重機械安裝安全監(jiān)控管理系統的安全 主體責任及保障措施，確保大型起重機械安裝安全 監(jiān)控管理系統工作順利有效地實施。 從以上標準法規(guī)及政策文件可以看出，我國 對起重機安全監(jiān)控系統逐年加大強制管理的力度和范 圍，從早期的機械觸點開關式發(fā)展到目前的微機 可視化管理，從被動式安全保護發(fā)展到主動式安 全保護，從單機安全防護發(fā)展到基于物聯網技術 的安全監(jiān)控管理，從單一的數字顯示發(fā)展到漢字 顯示、圖形顯示、視頻顯示，從單一的起重量限 制器、力矩限制器發(fā)展到集群系統化管理、群塔 作業(yè)管理、全過程管理。

二、起重機安全監(jiān)控系統的發(fā)展

國內起重機安全監(jiān)控系統研發(fā)的時間較短，我 國從20世紀80年代開始起重機安全監(jiān)控系統的研發(fā)工 作，從最初的引進到仿制，逐漸走向自主創(chuàng)新。 以力矩限制器為例，早期的力矩限制器為機 械式，結構簡單，價格較低。但它最大的缺點是 被動式的安全防護，不能實時顯示數據，司機只 能憑經驗估算起重量和起重力矩，準確性不高， 在重載高速運轉制動時產生沖擊，易誘發(fā)事故。 加之機械損傷和老化等因素，容易導致力矩限制 器失去保護作用，從而引發(fā)事故。

隨著電子技術的發(fā)展，出現了電子模擬式力矩 限制器，它采用了模擬電路對傳感器信號進行處理 計算，其相對機械式有很大的進步，但一定程度上 仍存在精度低、設計維護難度大、易損壞等問題， 同時也不能解決實時監(jiān)測運行參數的問題。

20世紀90年代，國內研制出了數字式力矩限 制器，采用新型高性能單片機及外圍芯片，由主 機、起重量傳感檢測裝置、角度傳感檢測裝置、 長度傳感檢測裝置、信號傳輸、控制線路組成， 性能更加穩(wěn)定，功耗更低，系統集成度更高，能 幫助操作者掌握起重機運行情況。數字式力矩限 制器分為LED發(fā)光數碼管顯示型和液晶漢字顯示 型兩種。 目前先進的數字式力矩限制器由微型計算機、傳感器、電磁閥控制、報警部分組成，能自 動檢測出起重機吊載的重量及起重臂角度，并能 顯示出其額定載重量和實際載荷、工作半徑、起 重臂所處的角度。

具有實時監(jiān)控檢測起重機工 況，自帶診斷功能，實現危險狀況報警及安全控 制。具有數據采集準確、抗干擾性強、安裝方 便，人機界面良好，提高了穩(wěn)定性、可靠性和易 用性。更有先進的智能化安全監(jiān)控系統將起重機的主 要安全保護功能及作業(yè)狀態(tài)等信息綜合在一起， 形成了起重機安全監(jiān)控管理系統，見圖1。 圖1塔機安全監(jiān)控管理系統硬件配置 目前，國內力矩限制器廠家很多，有廊坊 凱博、山東富友科技、鄭州東知潤、杭州品茗科 技、宜昌三大安科、成都東侖科技、江西飛達電 氣等，絕大多數產品采用了集成電路芯片，設計 成多種安全功能組合、性能可靠、體積小、重量 輕的安全監(jiān)控系統，單從技術上看，部分國內產品已 經達到或接近進口高端產品。但是，力矩限制器 市場相當混亂，魚龍混雜，質量參差不齊，以多 功能力矩限制器為例，從兩千元到十萬元的產品 都有，跨度非常大。

多數廠家只生產主機部分， 所有傳感器都用外委加工，外殼、傳感器、接插 件、電纜的選擇也以價格因素為主，主機也選用 級別較低、價格便宜的電子元件。價格低廉產品的 綜合性能不穩(wěn)定、可靠性不高、使用周期不長、返 修率較高、抗電磁干擾能力差，安全風險大。 在大型汽車式起重機和履帶式起重機領域， 國際上起重機制造廠商如利勃海爾、馬尼托瓦 克、特雷克斯、加藤，根據自己的起重機產品研 制與之配套的力矩限制器。國內幾大起重機廠家 如徐工、三一、撫挖和中聯重科，也采用自行研 發(fā)或與其他公司合作的方式開發(fā)專用力矩限制 器。以三一起重機為例，所有力矩限制器均為 自制，以該公司專用控制器為核心，開發(fā)出既具 有安全保護又可以實時監(jiān)控的起重機安全保護裝 置，既能滿足力矩限制器功能要求，又能統計上 車鋼絲繩狀況、各拉板拉力值、下車發(fā)動機、油 壓油溫、油耗、工作時間等信息，并集成GPS／ GPRS模塊，具備遠程監(jiān)控功能。

其他起重機安全監(jiān)控系統如超載限制器實現了從 機械式向電子式、數字式的過渡發(fā)展，形成系列 化；起升高度限位器有重錘式限位器和差動螺旋 式限位器2種，近年部分起重機采用在原有限位 開關的基礎上安裝高度傳感器組成起升高度指示 儀，除了限位功能，防止吊鉤起升高度超過允許 的最大起升高度造成沖頂事故，同時通過主儀表 可以顯示吊物的高度值，有-一定優(yōu)勢。回轉限制 器一般采用將回轉傳感器安裝于回轉支承側面， 使回轉傳感器的小齒輪與回轉支承大齒圈相嚙 合，根據其旋轉測量回轉角度。目前新型回轉傳 感器采用多軸磁力計裝置，其原理是基于移動設 備水平面上的方位變化來檢測地面磁場變動，并 把處理后的數據存入磁力計的處理器，可以輸出 旋轉角度、旋轉速度以及報警等相關信息。