2008 年之前，塔机的设计标准 GB/T 9462-1999《塔式起重机技术条件》并未对产品提出需要设置监控系统的要求，仅仅是对其安全保护装置（或措施）作出规定，要求必须设置起重力矩限制器、起重量限制器、起升高度限位器、行走限位装置、幅度限位装置、回转限位器、风速仪等安全保护装置。工作时，各负其责，依赖于触发元件的位移（或结构杆件应变放大）来触动限位（或微动）开关，从而达到有效控制电控回路、限制不安全操作的目的。

随着科学技术的不断进步以及用户需求的日渐提高，迫使塔机制造商导入新的科学管理理念，以一套电子式监控系统去替代原来的安全保护装置，直至 GB/T  5031-2008《塔式起重机》颁布实施前后的几年时间里，行业内尚保持着上述机械控制和电子监控两种方案并行状态。GB/T  5031-2008《塔式起重机》开始正式实施后，要求塔机产品应安装有报警及显示记录装置，机械式安全保护装置再也不能满足规定了，进而催生了电子式监控系统。由于塔机的市场存量和增量都非常大，致使该系统的生产商犹如雨后春笋般出现，绝大多数为电控元件或电子称量装置生产厂家，极少数由主机生产厂家研发，由于跨越了技术领域，主机生产厂家及监控系统配套商之间在技术的契合与衔接上存在着一些问题，其产品的功能及品质鱼龙混杂、参差不齐。

  经过了多年的应用与发展，积累了一些宝贵的经验，为进一步规范行业行为，住建部于 2015年 3 月施行了 JGJ  332-2014《建筑塔式起重机安全监控系统应用技术规程》，对新出厂若设置或对既有塔机升级加装安全监控系统提出了更具体的要求。由于是新标准实施的初期阶段，除超大型塔机之外，无论是产品的制造商还是其终端用户，均未对是否需要在新出厂的设备上安装监控系统做出强制的规定，导致出现目前机械式安全保护装置、电子式监控系统和“机械式安全保护装置 + 电子式监控系统”并存的状态。基于监控系统的成熟、可靠、有效性等因素，国家质检总局特种设备安全监察局亦未急于要求所有出厂的塔机都必须安装监控系统，TSG Q7016-2016《起重机械安装改造重大修理监督检验规则》也只是对额定起重力矩为 315tm 及以上的大型和超大型塔机上才要求安装监控系统。

一、安全保护装置

  机械式安全保护装置是通过各路触发元件的有形位移来触碰动作元件，从而输出控制信号或指令的装置，是为确保塔机正常使用而设置的，由起重力矩限制器、起重量限制器、起升高度限位器、行走限位装置、幅度限位装置、回转限位器、风速仪等所构成的安全保障系统。该系统属于单一的动作型互锁装置，仅仅起到报警和切断电源的作用，只控制不能监督，通过各关联动作开关与电气回路实施电气联锁控制，无声、光信号报警及显示记录功能要求，当出现异常状况时自动切断电源、制止继续往不利方向动作但可以朝有利方向运行。由于机械式安全保护装置是直观、实时地取样于产品的工作状态，因而，一旦经试验状态调定并予以锁定之后，其重复性、稳定性、可靠性一般都会得到较有效的保障。

二、安全监控系统

塔机安全监控系统是指对塔机重要运行参数进行监视与控制，具备显示、记录、存储、传输及控制功能的系统。其主要工作原理一方面是由对应传感器测量材料无形的应变，通过系统里的处理器来读取关联数据并按照既定程序加以处理，另一方面，处理器接收到利用编码器、电位器、倾角传感器、风速仪等技术测量到的高度、幅度、角度、塔身水平位移、风速等信息，系统集成各类信息并借助处理器按照既定程序处理之后输出相关指令或信号，从而达到安全监控塔机使用状态的目的。处理器发出的指令与电气控制回路实施联锁控制，且具有显示、记录、存储、传输功能。与上述安全保护装置相比，安全监控系统既控制也能监督，具有可以数字化调整动作参数的功能，使塔机的安全保护进入了一个数字化监控时代，为日后的信息化管理创造了必要的技术条件。GB/T 5031-2008《塔式起重机》中第 5.6.12 条规定塔机应安装有报警及显示记录装置。对应条款对各装置的技术要求做出了定性或定量的规定。对于报警装置而言，安全保护装置和安全监控系统都能够满足要求，而对于显示记录装置的规定来说就只有通过电子式监控系统来实现了。标准的规定仅仅是最基本的要求，记忆功能所记录循环次数可用于计算设备的使用寿命，作业参数的记录可为事故过后对司机等作业人员是否违章操作进行追溯性判别，符合《中华人民共和国特种设备安全法》中可追溯性的要求，同时也为调查人员提供更科学、客观、公正的条件。以力矩限制器为例，机械式的弓形弹板的限位触顶位移量是直接取决于塔顶节架主弦杆的应变放大量，而电子式则一般由起吊重量和幅度两个参数的合成处理后再输出通、断指令。取样时，幅度一般不会存在问题，而起吊重量的取样根据传感器所安装的位置不同会产生较大的差异，重物悬吊于空中不动、变幅小车往起重机臂端或起重机臂根运行时会显示 3 个不同数值，这是因为运行时所产生的动态附加力的缘故，其误差值往往会超出标准所规定的 ±5%，连同抗干扰能力在内的环境适应性因素，制造商都要充分考虑进去。此外，在既有塔机升级加装安全监控系统时，不得改变塔机原有安全装置及电气控制系统的功能和性能。

参考文献：

［1］马禾耘，乐智君，曹小均，金小鲲，徐伟星，竺尧星.塔机安全监控系统的发展与应用［J］．建筑机械化　2017(08)：47-49.