起重机械是现代化工业生产中必不可少的设备。由于起重机械的作业过程和工作环境都比较复杂，因此危险性较大，一旦发生事故，往往造成重大的经济损失甚至人员伤亡。为了保证起重机械安全运行，避免造成人身伤亡及机械损坏等事故，必须在起重设备上配备各种安全防护 装置。起重机安全监控系统是指起重机上用于控制位 置、速度、防止坠落的装置，按照《起重机械安 全规程》(GB6067—2010)规定，起重机安全装 置共有22大类，主要包括限制器、限位器、缓冲 、防风装置等。

一、国家标准法规对起重机安全监控系统的要求

我国对起重机安全监控系统的强制要求较晚， 最早关于安全防护装置的国家标准是1985年6月6 日发布的《起重机械安全规程》(GB6067-85)。 ((起重机械安全规程》明确规定：各类起重机必 须按照要求安装安全防护装置，并在使用过程中 及时检查、维护，使其保持正常工作性能。目 前该标准被《起重机械安全规程》 (GB6067- 10)取代。

1990年12月18日，国家技术监督局发布《起 重机械超载保护装置安全技术规范》(GBl2602— 0)，明确了桥式起重机、门式(半门式)起重 机、塔式起重机、流动式起重机、门座(半门座)起重机、铁路起重机、电动葫芦、固定式起 重机必须安装和使用的超载保护装置。2009年， 该标准被《起重机械超载保护装置》(GB 1 2602— 2009)取代。 2003年3月l 1日，国务院发布《特种设备 安全监察条例》 (国务院令第373号)，明确规 定：特种设备使用单位应当对在用特种设备的安 全附件、安全保护装置、测量调控装置及有关附 属仪器仪表进行定期校验、检修，并作出记录。 2009年，该标准已被((特种设备安全监察条例》 (2009版)取代。 2008年1月28日，建设部颁布第120081 166 号文((建筑起重机械安全监督管理规定》，明确 规定：没有齐全有效的安全保护装置的建筑起重 机械不得出租、使用；违反规定者，由县级以上 地方人民政府建设主管部门责令限期改正，予以 警告，并处以5 000元以上3万元以下罚款。 2008年8月7日，国家质检总局颁布国家标准 《塔式起重机》(GB／T503卜2008)，第5条相关条 款明确规定：塔机应装有报警装置、显示记录装 置、风速仪及工作空间限制器。 2010年7月19日，《国务院关于进一步加强企业 安全生产工作的通知》(国发[20103 23号)明确 要求“大型起重机械要安装安全监控管理系统”。 2010年9月28日，国务院办公厅印发《贯彻落实<国务院关于进一步加强企业安全生产工作 的通知>重点工作分工方案的通知》(国办函( 20103 140号)明确要求由国家质检总局牵头，安 全监管总局配合“督促落实大型起重机械安装安 全监控管理系统。” 

201 1年3月25日，国家质检总局与国家安全监 管总局联合制定Ⅸ大型起重机械安装安全监控管理 系统实施方案》，明确由国家质检总局牵头负责， 国家安全监管总局综合协调，铁道部、交通运输 部、工业和信息化部、电监会、国资委等相关行业 主管部门参与实施，指导、督促地方和生产使用单 位落实大型起重机械安装安全监控管理系统的安全 主体责任及保障措施，确保大型起重机械安装安全 监控管理系统工作顺利有效地实施。 从以上标准法规及政策文件可以看出，我国 对起重机安全监控系统逐年加大强制管理的力度和范 围，从早期的机械触点开关式发展到目前的微机 可视化管理，从被动式安全保护发展到主动式安 全保护，从单机安全防护发展到基于物联网技术 的安全监控管理，从单一的数字显示发展到汉字 显示、图形显示、视频显示，从单一的起重量限 制器、力矩限制器发展到集群系统化管理、群塔 作业管理、全过程管理。

二、起重机安全监控系统的发展

国内起重机安全监控系统研发的时间较短，我 国从20世纪80年代开始起重机安全监控系统的研发工 作，从最初的引进到仿制，逐渐走向自主创新。 以力矩限制器为例，早期的力矩限制器为机 械式，结构简单，价格较低。但它最大的缺点是 被动式的安全防护，不能实时显示数据，司机只 能凭经验估算起重量和起重力矩，准确性不高， 在重载高速运转制动时产生冲击，易诱发事故。 加之机械损伤和老化等因素，容易导致力矩限制 器失去保护作用，从而引发事故。

随着电子技术的发展，出现了电子模拟式力矩 限制器，它采用了模拟电路对传感器信号进行处理 计算，其相对机械式有很大的进步，但一定程度上 仍存在精度低、设计维护难度大、易损坏等问题， 同时也不能解决实时监测运行参数的问题。

20世纪90年代，国内研制出了数字式力矩限 制器，采用新型高性能单片机及外围芯片，由主 机、起重量传感检测装置、角度传感检测装置、 长度传感检测装置、信号传输、控制线路组成， 性能更加稳定，功耗更低，系统集成度更高，能 帮助操作者掌握起重机运行情况。数字式力矩限 制器分为LED发光数码管显示型和液晶汉字显示 型两种。 目前先进的数字式力矩限制器由微型计算机、传感器、电磁阀控制、报警部分组成，能自 动检测出起重机吊载的重量及起重臂角度，并能 显示出其额定载重量和实际载荷、工作半径、起 重臂所处的角度。

具有实时监控检测起重机工 况，自带诊断功能，实现危险状况报警及安全控 制。具有数据采集准确、抗干扰性强、安装方 便，人机界面良好，提高了稳定性、可靠性和易 用性。更有先进的智能化安全监控系统将起重机的主 要安全保护功能及作业状态等信息综合在一起， 形成了起重机安全监控管理系统，见图1。 图1塔机安全监控管理系统硬件配置 目前，国内力矩限制器厂家很多，有廊坊 凯博、山东富友科技、郑州东知润、杭州品茗科 技、宜昌三大安科、成都东仑科技、江西飞达电 气等，绝大多数产品采用了集成电路芯片，设计 成多种安全功能组合、性能可靠、体积小、重量 轻的安全监控系统，单从技术上看，部分国内产品已 经达到或接近进口高端产品。但是，力矩限制器 市场相当混乱，鱼龙混杂，质量参差不齐，以多 功能力矩限制器为例，从两千元到十万元的产品 都有，跨度非常大。

多数厂家只生产主机部分， 所有传感器都用外委加工，外壳、传感器、接插 件、电缆的选择也以价格因素为主，主机也选用 级别较低、价格便宜的电子元件。价格低廉产品的 综合性能不稳定、可靠性不高、使用周期不长、返 修率较高、抗电磁干扰能力差，安全风险大。 在大型汽车式起重机和履带式起重机领域， 国际上起重机制造厂商如利勃海尔、马尼托瓦 克、特雷克斯、加藤，根据自己的起重机产品研 制与之配套的力矩限制器。国内几大起重机厂家 如徐工、三一、抚挖和中联重科，也采用自行研 发或与其他公司合作的方式开发专用力矩限制 器。以三一起重机为例，所有力矩限制器均为 自制，以该公司专用控制器为核心，开发出既具 有安全保护又可以实时监控的起重机安全保护装 置，既能满足力矩限制器功能要求，又能统计上 车钢丝绳状况、各拉板拉力值、下车发动机、油 压油温、油耗、工作时间等信息，并集成GPS／ GPRS模块，具备远程监控功能。

其他起重机安全监控系统如超载限制器实现了从 机械式向电子式、数字式的过渡发展，形成系列 化；起升高度限位器有重锤式限位器和差动螺旋 式限位器2种，近年部分起重机采用在原有限位 开关的基础上安装高度传感器组成起升高度指示 仪，除了限位功能，防止吊钩起升高度超过允许 的最大起升高度造成冲顶事故，同时通过主仪表 可以显示吊物的高度值，有-一定优势。回转限制 器一般采用将回转传感器安装于回转支承侧面， 使回转传感器的小齿轮与回转支承大齿圈相啮 合，根据其旋转测量回转角度。目前新型回转传 感器采用多轴磁力计装置，其原理是基于移动设 备水平面上的方位变化来检测地面磁场变动，并 把处理后的数据存入磁力计的处理器，可以输出 旋转角度、旋转速度以及报警等相关信息。