CN104838579B - 制动器监测 - Google Patents

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Abstract

对制动器(402)进行监测，所述制动器(402)包括：第一(202，204)和第二(206，204)制动表面；以及磁化部件(210)，其响应于供应给所述磁化部件的电流而布置成生成磁场，该磁场布置成将制动表面(202，204，206)从闭合状态移动到打开状态，在所述闭合状态中制动表面彼此连接，在所述打开状态中制动表面(202，204，206)彼此分开。确定当制动表面(202，204，206)开始从闭合状态移动到打开状态时制动器的电流，确定处于打开状态中的制动器(402)的磁化部件(201)的最大电流，将制动器(402)的状况确定为当制动表面(202，204，206)开始移动时测量的电流与最大电流的电流比。

Description

制动器监测
技术领域
本发明涉及对制动器进行监测，并且特别涉及对电磁制动器进行监测。
背景技术
起重装置中使用的制动器在经济性和安全性两方面对起重装置的运行是关键性的。制动器失灵可能会导致负载掉落，从而可能损坏起重装置的其他部分，并且在附近工作的人有受伤的风险。
起重装置中使用的制动器是传统的盘式制动器，在该盘式制动器中，与电动机轴一起旋转的盘状摩擦材料压在锚板与摩擦板之间并发生减速。
在减速期间摩擦表面磨损。如果摩擦表面耗尽，则制动器的制动效果显著下降并且制动器不再能够如所设计的那样运行。因此，制动器失灵。
制动器的状况通常通过用卡尺测量摩擦表面的厚度来手动监测。为了能够测量摩擦表面，因此需要拆卸可能的制动器外壳，并且在测量以及可能需要的制动器维护之后，需要再次闭合外壳。制动器监测因此需要耗时且易出错的体力劳动。另外，在其中制动器处于高处的起重装置中(如在港口起重机中那样)，存在着维护人员可能落下的风险，并且将这考虑在内可能会进一步增加执行维护所需的时间。
在检查起重装置的制动器期间，制动器被安装于其中的生产机器不能用于其常规工作。举例来说，处于制动器维护中的港口起重机在制动器检查期间被停用。然而，从经济方面来说，像港口起重机之类的昂贵设备的停机时间应保持尽可能少且短。因此，合乎期望的是，生产机器运行的中断尽可能短。通过安排生产中断的时间，缩短停机时间是可能的，因为可以更好地计划维护工作。
在安全性方面，起重装置制动器的磨损会通过增加制动器失灵的概率而引起风险，如果起重装置或其部件损坏或起重装置附近的人被伤害、或者对生产线或其他财产造成损害，这可能会造成经济损失。例如，如果制动器没有啮合，则起重装置的负载可能会掉落。在另一示例中，如果制动器不释放，则起重装置的电动机可能会逆着制动器运行并且制动器可能会过热甚至爆炸。逆着制动器运行是指在制动器被啮合时正常关闭电动机时，在制动器啮合的状态下运行电动机。逆着制动器运行可能发生在当制动器已经被啮合后电动机继续运行时制动器的正常使用期间。
若干个制动器通常在起重装置中被使用以停止正在处理的负载并将其保持就位。在起重装置中，负载可以以许多不同的移动方向移动。举例来说，在港口起重机中，集装箱可使用连接到集装箱的各角的四根绳索来升降。每根绳索的电动机可以被分别减速，这意味着需要对应于电动机数量的制动器数量，举例来说是四个。在另一示例中，在桥式起重机中，负载借助小车(carriage)、桥(bridge)和升降机(hoist)在它们允许的移动方向上被移动。因此，利用起重装置对负载的安全移动可能需要移动负载的若干个制动器是状况良好的。由于起重装置中的制动器的数量和/或起重装置的尺寸，若干个制动器的维护是挑战性的。维护的挑战性会由于制动器的差异而进一步增加，制动器的差异可能是由于制动器型号的不同(例如，当这些制动器源自不同的制造商或者是相同制造商的不同型号时)。通常，同一制造商的制动器可能彼此在尺寸和/或电源电压方面不同。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种方法、装置、计算机程序产品和设备以解决上述问题。本发明的目的是通过特征在于独立权利要求中所述内容的方法、装置、计算机程序产品和设备来实现的。本发明的优选实施例在从属权利要求中公开。
根据一个方面，配置了一种用于监测制动器的方法，所述制动器包括：第一和第二制动表面；以及磁化部件，其响应于供应给所述磁化部件的电流而布置成生成磁场，该磁场布置成将制动表面从闭合状态移动到打开状态，在所述闭合状态中制动表面彼此连接，在所述打开状态中制动表面彼此分开；所述方法包括：确定当制动表面开始从闭合状态移动到打开状态时制动器的电流，确定处于打开状态中的制动器的磁化部件的最大电流，将制动器的状况确定为当制动表面开始移动时测量的电流与所述最大电流的电流比。
根据另一方面，配置了一种用于监测电磁制动器的装置，所述制动器包括：第一和第二制动表面；以及磁化部件，其响应于供应给所述磁化部件的电流而布置成生成磁场，该磁场布置成将制动表面从闭合状态移动到打开状态，在所述闭合状态中制动表面彼此连接，在所述打开状态中制动表面彼此分开；所述装置布置成：确定当制动表面开始从闭合状态移动到打开状态时制动器的电流，确定处于打开状态中的制动器的磁化部件的最大电流，将制动器的状况确定为当制动表面开始移动时测量的电流与所述最大电流的电流比。
根据另一方面，配置了一种包括程序指令的计算机程序产品，所述程序指令在被下载到装置中时使所述装置执行根据任一方面的方法。
根据另一方面，配置了一种包括用于执行根据任一方面的方法的部件的装置。
根据另一方面，配置了一种包括根据任一方面的装置的设备。
根据另一方面，配置了一种用于更新起重装置的方法，所述起重装置包括电磁制动器，该电磁制动器包括：第一和第二制动表面；以及磁化部件，其响应于供应给所述磁化部件的电流而布置成生成磁场，该磁场布置成将制动表面从闭合状态移动到打开状态，在所述闭合状态中制动表面彼此连接，在所述打开状态中制动表面彼此分开；所述方法包括：将根据任一方面的装置安装到电磁制动器。
某些实施例可以促进监测若干个不同的制动器以及促进确定它们的状况和/或维护需求。可以为不同的制动器设定电流比的相同阈值，这会简化若干个不同的制动器的监测。通过这种方式，使用不同制动器的装置可以保持处于生产中更长时间，这也意味着节约维护成本。另外的优点和/或益处在以下更详细描述不同实施例的描述中公开。
附图说明
本发明现将结合优选实施例并参考附图来更详细地描述，在附图中：
图1示出安装到起重装置的电动机并且可以根据本实施例来监测的制动器的分解视图；
图2a和2b示出处于其不同状态的根据实施例的制动器；
图3a和3b示出根据某些实施例的用于监测制动器的状况的装置；
图4a示出具有根据实施例来监测的电磁制动器的起重装置；
图4b示出具有根据实施例来监测的电磁制动器的起重装置；
图5示出用于监测制动器的操作框图；
图6示出根据实施例的用于监测制动器的状况的方法；
图7a示出根据实施例，作为时间的函数的从电磁制动器的磁化部件测量的不同电流以及所测量电流的时间导数；
图7b示出借助从电磁制动器的磁化部件测量的电流以及为该制动器计算的电流比而得出的电磁制动器的状况；
图7c示出根据实施例，从两个不同的制动器测量的作为时间的函数的制动器的电流比的变化；
图8a示出当从具有电流增能器(current booster)的电路向磁化部件供应电流时，利用电磁制动器的磁化部件测量的电流；
图8b示出具有功率增能器(power booster)的电磁制动器的电源电路；
图9示出基于温度的制动器的最大电流电平的变化；
图10a示出在制动器正常执行时制动器的释放电流的偏差；并且
图10b示出在制动器失灵时制动器的释放电流的偏差。
具体实施方式
下文描述制动器的监测。通过监测制动器的状况，获得关于制动器的状况的信息是可能的。通过这种方式，制动器的维护工作可以在制动器出现失灵并出故障之前进行安排。
本发明特别适合用于监测电磁盘式制动器的状况。根据本发明，实施固定地安装的监测方法和装置是可能的，并且基于所述方法和装置，例如构建用于维护人员的便携式监测装置也是可能的。本发明能够指示制动器的磨损和/或失灵。
当检测到制动器的状况已恶化时，对制动器实施预测性维护是可能的。预测性维护是基于装置的实际状况的维护方法。装置或其组件的状况通过随着部件的磨损而变化的变量来测量。为测量变量定义限值，装置在所述限值内以期望的方式工作，并且当超过该限值时，将要维修或替换部件。
在以下描述中，电流比指的是在不同时间从电磁制动器的磁化部件测量的电流的比率。电流可以在各制动表面从它们的闭合状态开始移动到它们的打开状态时进行测量，并且直到打开状态中磁化部件的最大电流。电流比在移动开始时从所测量的电流与最大电流之间的比率来获得。
图1示出安装到起重装置的电动机并可根据本实施例来监测的电磁制动器的分解视图。图1示出用安装于其中的制动器结构来减速的电动机102。制动器结构包括制动盘106、摩擦板104和制动器框架108。举例来说，锚板112用螺钉114固定到制动器框架108。制动器结构还包括风扇116和风扇外壳118。制动器结构可以被安装在电动机102中的电动机轴103上。制动器外壳可以延伸以保护风扇和制动器结构这两者。
在典型的电磁制动器中，摩擦板用作当制动器被按压闭合时的对抗件(counter-piece)。当使用制动器时摩擦板的移动较小，或者摩擦板根本不移动。制动盘包含摩擦表面并且被连接到电动机轴。通过这种方式，当制动器在打开状态时，制动盘与电动机一起转动，并且当制动器在闭合状态时，制动盘阻止轴转动。在上述的典型操作中，假设制动器处于良好状态并且没有问题地运行。
制动器的锚板抵靠制动器框架。在闭合状态下，弹簧将锚板压向制动盘和摩擦板。当辊(roll)将锚板向制动器框架牵拉时，制动器被释放，从而允许制动盘在打开状态下自由转动。
当制动器被安装在电动机轴上时，制动器的各制动表面中的至少一个(例如制动盘)可以被安装成与电动机轴一起转动。当用图1的制动器制动时，各制动表面相互挤压，从而使制动盘106被压在摩擦板104与锚板112之间。压缩力可以通过弹簧来实现，例如如图2a和2b中的弹簧214和216所示。
图2a和2b示出处于其不同状态中的根据实施例的制动器。制动器的状态可以从其制动表面的状态确定。图2a示出在制动器处于释放状态时的根据实施例的制动器。图2b示出在制动器处于啮合状态时的根据实施例的制动器。
现将参考图2a和2b来描述制动器的不同状态，其中制动器包括第一制动表面202、204和第二制动表面206、204以及磁化部件210，该磁化部件210布置成响应于供应给它们的电流而生成磁场，以使各制动表面从闭合状态移动到打开状态，在所述闭合状态中各制动表面彼此连接，在所述打开状态中制动表面202、204、206彼此分开。当各制动表面处于由磁化部件生成的磁场中时，力被引导到各制动表面以将各制动表面拉开。各制动表面于是处于打开状态，如图2a所示。当各制动表面如图2b所示处于闭合状态时，不存在由磁化部件生成的磁场并且各制动表面相互挤压。
磁化部件210可以包括线圈，磁体或者例如当向其供应电流诸如直流电流时生成磁场的某种其他装置。磁化部件可以被安装在支撑结构208上，该支撑结构208可以包括例如如图1所示的制动器框架108。
弹簧214和216被固定到制动表面206，以便当未向磁化部件供应电流并且不存在磁化部件生成的磁场时，将制动表面206推向制动表面202和204，从而使它们相互挤压。
在图2a中，向磁化部件供应电流并且磁化部件生成磁场，该磁场向各制动表面生成抵抗弹簧214、216的力的力，并因此保持各制动表面彼此分开。制动表面206于是与支撑结构208相距距离r。弹簧214和216可以布置成嵌入在支撑结构208中，在此情况下，制动表面206可以移动到抵靠支撑结构208的状态。在打开状态，制动表面206抵靠支撑结构例如制动器框架。可以使制动表面206到支撑结构的距离r尽可能小，r＝0。
在图2b中，未向磁化部件供应电流，因此磁化部件不生成将各制动表面彼此拉开的磁场。制动表面206、204、202于是在弹簧214和216的力下压在一起，并且从锚板到制动器框架在各制动表面与制动器框架208之间形成气隙b。典型的气隙b在0.4到1.2mm的范围内。制动器于是以预期的方式工作，即其制动效果未降低。当制动器中的气隙b变宽时，各制动表面离开磁化部件移动，并且由磁化部件生成的且被引导到各制动表面的磁场的力变小。结果，需要将甚至更多的电流供应给磁化部件以向各制动表面产生将其从闭合状态移动到打开状态的力。在最坏的情况下，气隙b宽到制动表面204、206未完全打开或根本未打开，在此情况下，逆着制动器运行是可能的。当气隙太宽时，线圈可能无法将制动器拉开。
如果制动器中的气隙比典型的气隙更宽，那么制动器的制动盘被磨损并需要更换以实现制动器的期望操作。制动器于是可以被定义为失灵。如果气隙超过期望的水平，则制动器有可能以不期望的方式接触，甚至在驱动期间。这可能导致能量损失、制动器材料磨损和/或磨光以及制动器积灰。
减速会磨损制动盘的摩擦材料并因此使制动器的气隙变宽。制动器的气隙是指当制动器啮合时，制动器内部的气隙b。在释放期间，制动器的磁体牵拉锚板远离制动盘，从而使电动机能够自由转动。如果气隙太宽，则磁化部件不能将锚板牵拉向它们，并且制动器不会释放。这也可能由于气隙的错误调整而引起。
气隙也可能太窄。如果气隙太窄，那么制动器不能适当地释放，从而至少在某种程度上可能出现逆着制动器进行驱动。太窄的气隙也可能由于错误的气隙调整而引起。
在实施例中，有可能根据从制动器的磁化部件测量的电流比来确定制动器的摩擦材料的磨损。电流比的测量将在后面更详细地描述。例如，在图2a中，制动表面204的磨损可以被检测为制动器的气隙b的增加。摩擦材料的厚度可以确定制动器的状况。在极端情况下，摩擦材料可能会被耗尽，在此情况下，制动器产生故障并失灵。气隙于是在其最宽宽度，并超过例如制动器中的典型气隙的最高值即1.2毫米。在另一极端情况下，当摩擦材料的厚度在其最大值时，制动器的状况是较新或与较新相对应。气隙于是在其最窄宽度，例如上述的典型气隙的最低限值即0.4毫米。
在制动盘中，当材料较新时，其厚度可以是11.15毫米，并且当材料被耗尽时，其厚度可以是10.4毫米。材料的该厚度是制动盘的铁材料和两侧的摩擦材料的厚度的总和。材料厚度(摩擦材料：铁材料：摩擦材料)在磨损方向的比例约为1:1:1。
在实施例中，制动表面202可以是摩擦板104，制动表面204可以是制动盘106，并且制动表面206可以是锚板112，如图1所示。制动盘优选地由具有高摩擦系数的材料制成，使得当制动器在图2b中啮合时，制动是有效的。当各制动表面处于如图2b所示的闭合状态时，锚板将制动盘压在摩擦板上，从而使所有制动表面相互挤压。制动盘于是被压在锚板与摩擦板之间，从而在锚板和摩擦板之间将力结合起来。
在图2b的情况下，通过使用现有技术手段用量隙规测量制动器的气隙b，监测制动器的状况是可能的。气隙b于是是制动表面206与制动器框架208之间的直接距离。
图3a和3b各自示出根据实施例的用于监测制动器的状况的装置。尽管各装置被显示为一个单元，但是不同的模块和存储器可以被实施为一个或多个逻辑单元。
图3a的装置300包括处理单元302、存储器310、以及用于从电磁制动器的磁化部件接收电流的部件304。所有单元彼此电连接。存储器可以包含处理单元可执行的一个或多个程序。处理单元可以在存储在存储器中的程序指令的控制下动作并接收关于在电磁制动器的磁化部件中运行的电流的信息，以便因此确定制动器的状况。通过此方式，处理单元、存储器以及用于从电磁制动器的磁化部件接收电流的部件可以形成用于确定电磁制动器的状况的部件。
用于从电磁制动器的磁化部件接收电流的部件304将关于接收到的电流的幅值的信息作为电信号传送给处理单元302。处理单元可以把来自接收到的电信号的接收到的电流的幅值确定为电学量。所确定的电学量可以是例如电压或电流。
在实施例中，用于从电磁制动器的磁化部件接收电流的部件包括向制动器的磁化部件(诸如线圈)供应电力的电耦合电路。在另一实施例中，用于从电磁制动器的磁化部件接收电流的部件包括用于从制动器的磁化部件所生成的磁场接收能量的部件。制动器的磁场可以通过被带到靠近制动器并且该制动器的磁场在其中感应出电流的装置来接收。优选地，用于从电磁制动器的磁化部件接收电流的部件包括向制动器的磁化部件(诸如线圈)供应电力的非电耦合电路。这种类型的装置是例如接收磁场的能量并围绕向制动器的磁化部件供应电流的导体布置的接收器。通过这种方式，在导体中运行的电流可以基于其生成的磁场来测量。
处理单元可以包含算术逻辑单元、控制单元和一组寄存器。控制单元通过从存储器传送到处理单元的一系列程序指令来控制。控制单元可以包含用于基本功能的许多微指令。微指令的实施可以取决于处理单元的配置而变化。程序指令可以用编程语言编码，所述编程语言可以是高级编程语言诸如C或Java，或者低级编程语言诸如机器语言或汇编程序。存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，诸如EEPROM、ROM、PROM、RAM、DRAM、SRAM、固件和可编程逻辑。
图3b的装置320包括用于监测电磁制动器的装置322，例如图3a的装置300。用于传送和/或接收信息的数据传输部件324被电连接到用于监测电磁制动器的装置322。数据传输部件可以包括例如用于在网络与装置320之间提供数据传输的调制解调器单元。网络可以是无线网络，在所述无线网络中信息在该网络的无线电频带上无线地传送。数据传输部件于是可以包括用于无线电频率数据传输的必要部件，例如在无线电频带与基带之间变换信息的天线。
一个实施例提供了位于分发介质上且包括程序指令的计算机程序，当所述程序指令被下载到电子装置中时，所述程序指令使得处理单元执行根据本发明的实施例。
计算机程序可以是源代码格式、目标代码格式或中间格式，并且计算机程序可以存储在传送介质上，所述传送介质可以是能够存储程序的任何实体或装置。举例来说，这种类型的传送介质包括存储介质、计算机存储器、只读存储器、电载波、数据通信信号和软件分发包。
装置300还可以实施为一个或多个集成电路，诸如专用集成电路ASIC。其他实施也是可能的，诸如由分立逻辑组件制成的电路。这些不同实施方案的混合也是可能的。由逻辑组件制成的电路的示例是FPGA(现场可编程门阵列)电路。
对于本领域技术人员来说明显的是，在图3a和3b中示出的装置也可能包含与上述那些不同、但对本发明而言并非必不可少并因此被省去(以使说明变得更清楚)的其他部件。
在实施例中，图3a和3b的装置可以包含显示器装置，诸如LCD(液晶显示器)屏。显示器装置可以是触摸屏，在此情况下，各指令可以通过屏幕从用户接收。其他数据输入部件也可以与显示器装置一起使用。待输入的数据可以包括例如用于一个或多个制动器的电流比的阈值。接收到的关于阈值的信息可以存储在存储器中并用于监测制动器。
显示器装置可以通过电耦合被例如连接到处理单元，该处理单元可以通过所述耦合来控制屏幕以显示关于一个或多个制动器的状况的信息。关于制动器的状况的信息可以包括由处理单元根据指令而已算得的制动器的状况水平和/或从制动器测量的电流比，所述指令例如已存储在存储器中并且可以包括电流比的阈值。此外，从制动器的电流比，处理单元可以计算制动器的维护时间，该维护时间可以包括制动器的使用寿命。制动器的电流比的历史数据以及关于电流比的未来值的估算可以被用于计算维护时间。举例来说，使用寿命可以被定义为减速次数、日期、天数或这些的组合。减速次数可以从例如前一次维护来累积地计算，或者计算在制动器需要维护之前剩余的减速次数是可能的。类似于减速次数，天数可以从前一次维护开始累积地计算、或者计算为在维护之前剩余的天数。日期可以包括维护的日期。
图4a示出具有根据实施例监测的电磁制动器402的起重机构400。在图4a的起重机构中，负载升降部件410(诸如缠绳鼓)通过动力传输部件405、408在功能上连接到电磁制动器402。
起重机构的电动机404生成通过动力传输部件被传送到缠绳鼓410的机械旋转运动。动力传输部件405可以包括例如电动机轴405，利用该电动机轴405，与轴的旋转运动耦合的动力从电动机被传送。当电动机轴旋转时，轴的旋转运动被传送到耦合到该轴的各装置诸如缠绳鼓410。当电动机以这种方式驱动缠绳鼓时，耦合到缠绳鼓的负载发生移动。
在实施例中，动力传输部件包括电动机轴405和传动齿轮408，利用该传动齿轮408，来自电动机的动力可以被设定为驱动负载升降部件410以升起或降低负载。另外，电动机可以被用于调节负载升降部件移动负载的速率。
起重机构400可以包括联联接器(coupling)406，电动机可以通过该联接器406被耦合到传动齿轮408。在电动机已被耦合到传动齿轮后，电动机的动力可以被传送到缠绳鼓410和所移动的负载。
在实施例中，起重机构包括耦合到电动机的制动器402，从而制动器可以减速和/或停止从电动机或负载升降部件传送到动力传输部件的机械运动。制动器可以被耦合到例如电动机轴，如图1所示，其中制动盘被安装在电动机轴上。在此类情况下，在制动期间，各制动表面位移至图2b中所示的闭合状态，从而制动器抵抗从轴传送的运动。
在实施例中，当电动机在运行并提供轴的机械旋转运动时，动力传输部件的运动可以源自电动机。该运动也可以源自例如通过传动齿轮被耦合到轴并向其提供机械力的起重机构，所述机械力的幅值通过连接到起重机构的负载的质量来确定。当电动机在运行并且在制动器啮合的状态下运行动力传输部件时，可以说电动机逆着制动器运行。
在实施例中，起重机构400包括用于监测制动器的状况的监测装置412。举例来说，监测装置可以是图3a和3b中示出的监测装置。
图4b示出具有根据实施例监测的电磁制动器的起重装置450。图4b中的示例的起重装置是桥式起重机，该桥式起重机在其操作环境(在该示例中是仓储建筑470)中被示出。桥式起重机包括桥476，在桥476上面安装有小车472。小车包括用于升起和下降负载的起重机构400。起重机构可以例如如图4a所示带有安装于其中的监测装置480(类似于图3a和3b中示出的监测装置)。小车在仓储建筑的壁之间是可移动的。桥在仓储建筑的深度方向是可移动的。通过这种方式，耦接到桥式起重机的负载474可以与起重机构400、小车和/或桥一起在它们的行进方向上移动。如结合图4a在上面所述，起重机构400包括制动器。除了起重机构的制动器之外，桥式起重机还包括制动器477，其在啮合时停止桥的移动。桥式起重机还包括制动器473，其在啮合时停止小车的移动。上述制动器可以全部是通过监测装置480进行监测的电磁制动器。起重机构、桥和小车的制动器各自减速相应部件的移动。
在实施例中，若干个电磁制动器402、477、473基于相同的电流比阈值来监测。电流比可以如图5所示在框508被确定。因为在监测若干个制动器的过程中，有可能使用相同的电流比阈值(诸如与制动器的状况水平相对应的电流比阈值，如图5的框510中所述)，所以更容易监测起重装置的制动器。制动器的状况水平为每个制动器定义维护需求，从而起重装置中的若干个不同的制动器的监测变得更容易。
图5示出用于监测制动器的操作框图。制动器可以例如是图2a和2b中示出的实施例中所述的电磁制动器。
制动器的监测可以包括：基于各制动表面的磨损来监测制动器的状况。作为各制动表面的磨损的结果，当制动器处于闭合状态时，制动表面206与制动器框架208之间的气隙b变得更宽。
在实施例中，制动器的状况的监测包括：基于电流比来监测供应给制动器的电流的充分性。电流比可以被定义为当各制动表面的移动开始时测量的电流相对于在制动器的打开状态下的磁化部件的最大电流的比率。
在实施例中，起重装置(诸如图4b中示出的起重装置)利用根据图3a或3b的监测装置或利用实施监测装置的功能的计算机软件来更新。监测装置可以安装在起重装置上，如图4a所示。如果起重装置具有若干个制动器，则分立的监测装置可以被安装以监测这些制动器中的每一个。计算机软件可以存储在起重装置的存储器中，从而其可以始终被运行或者被时控以在选定的时刻运行。通过这种方式，已经在使用中的旧设备和起重装置可以根据本发明来监测。
图5中所示的框图可以通过例如图3a和3b的装置(其包含用于从制动器的磁化部件接收电流的部件)来实施，并且处理单元可以因此基于连接到它的装置所提供的信息来执行图5中的框图的操作。
在框502中，在打开状态中确定制动器的磁化部件的最大电流。最大电流可以被确定为当制动器从图2b的闭合状态移动到图2a的打开状态时磁化部件的最大电流。为了确定最大电流，监测装置被连接以接收关于在磁化部件的电路中运行的电流的信息。该连接可以被实施为电连接或非电连接，如结合图3a所述。磁化部件的电流的测量可以在向制动器给出释放它的控制命令的同一时间开始。测量可以花费例如1秒，在此时间期间，典型的制动器会释放。在测量期间检测到的例如以安培(A)表示的最高电流值定义制动器的最大电流。
在框504，当各制动表面开始从闭合状态移动到打开状态时，确定供应给制动器的磁化部件的电流的值。该值可以被表示为例如安培(A)。移动的开始时间可以例如通过传感器从制动器的振动确定。
在实施例中，基于从制动器的磁化部件测量的电流的时间导数来确定各制动表面从闭合状态到打开状态的移动的开始。该时间导数定义作为时间的函数的电流变化。作为各制动表面的移动的结果，与供应给磁化部件的电流相反的电流被感应给磁化部件。从磁化部件测量的电流的增量随后减速、停止或者电流的值甚至下降。
当制动器被释放时，各制动表面的移动停止，如图2a的情况中所示。此后，电流的值持续增加直到升到其最大值。电流的增量的减速、停止和下降可以基于时间导数的局部最小点从电流的时间导数定义。各制动表面的移动的开始优选地基于电流的时间导数的局部最小点来定义。测量电流的时间导数独立于不同制动器和/或单个制动器的磨损程度。通过这种方式，监测具有不同磨损程度的不同制动器的状况变得简单。
当(如在图7a的曲线702中在时刻t12之后)电流作为各制动表面的移动的结果而减小时，电流的峰值在时刻t12形成，时刻t12在电流的值下降之前、且在时刻t13的电流的时间导数的最小点之前。
当电流的增量作为各制动表面的移动的结果而减速或停止(如在曲线706中在时刻t21之后在时间导数708的局部最小点所在的时刻t22之前)时，电流的峰值在时间导数的局部最小值的时刻t22形成。应注意的是，在电流的增量停止和/或保持几乎相同时，电流的时间导数的最小值处于与停止相对应的时间段，在此情况下，电流的峰值可以被定义为在时间导数的该时间段中的峰值。
参考图5，在框504中定义的电流与在框502中定义的最大电流的比率在框508和506中定义。该比率可以通过在框506中计算在框502中定义的最大电流的倒数、并且把在框506中计算的倒数乘以在框504中定义的电流来定义508。
框508产生电流比，基于该电流比，供应给制动器的电流的充分性被定义510。
在实施例中，供应给制动器用于释放制动器的电流的充分性在框510中被定义。
在实施例中，供应给制动器的电流的充分性基于一个或多个阈值th在框510中定义。阈值可以定义制动器的状况水平。制动器可以具有几种状况水平，在此情况下，每个阈值对应于一种状况水平。状况水平可以包括例如以下水平：“良好”，“需要维护”，“有缺陷”。当电流比超过阈值时，对应于阈值th的状况水平定义制动器的状况。
图7a示出根据实施例，作为时间的函数的从电磁制动器的磁化部件测量的不同电流以及所测量电流的时间导数。电流可以用例如图3a或3b的装置来测量。在图中，曲线702、706和709示出从不同的制动器或从处于不同磨损程度下的同一制动器测量的电流，并且曲线704、708和710示出曲线702、706和709的对应时间导数。在曲线702、706和709中，当各制动表面从图2b的闭合状态移动到图2a的打开状态时，电流已被测量。在时刻t11、t21和t31之前的时间期间，电流未被供应给制动器的磁化部件用于移动各制动表面。从时刻t11、t21、t31开始，电流被供应给磁化部件。
在时刻t12，电流的曲线702到此为止在电流的值开始下降之前达到其最高值。在曲线702的时间导数于时刻t13达到局部最小值之前，在时刻t12达到电流的最高值。
当与曲线706相对应的时间导数708高于或等于零时，曲线706在时刻t21与t22之间继续增加。从时刻t21到曲线的导数的局部最小值的时刻t22期间的曲线706的最高值在导数的局部最小值的时刻t22获得。
时间导数的局部最小值可以基于时间导数的相继值的变化来定义。时间导数的相继值可以通过例如对时间导数进行采样来形成，在此情况下，可以对当三个时间连续的采样值中的中间的一个小于第一个和最后的采样值时的时刻定义局部最小值。在图704和708中，时间导数的局部最小值发生在位于时间导数曲线的峰值p1、p2、p3、p4之间的瞬时。时间导数曲线704的局部最小值在时刻t13，在此时刻，时间导数的值小于在时刻t13之前或之后的采样值，例如在局部最小值之前的峰值p1和跟随在局部最小值之后的峰值p2。时间导数曲线708的局部最小值在时刻t22，在此时刻，时间导数的值小于时刻t22之前或之后的采样值，例如在局部最小值之前的峰值p3和跟随在局部最小值之后的峰值p4。
尽管时间导数局部最小值的时刻的定义在上面通过使用三个采样值来描述，但是使用比这更多的采样值来定义时间导数也是可能的，从而由测量信号的干扰引起的误释可以得到避免并且因此定义的精度可得以提高。举例来说，局部最小值的时间导数可以被定义为发生在当采样值小于一时刻之前和之后的五个采样值时的时刻。
在实施例中，曲线702和706描绘从不同的电磁制动器测量的电流。各电磁制动器可以在它们的电和/或磁特性方面不同。电特性也可以在供应给制动器的电流的电压(伏特)、电流(安培)和/或阻抗(欧姆)方面不同。磁特性可以在制动器部件的材料和/或尺寸方面不同。作为这些不同的结果，不同的电磁制动器需要不同幅值的电流来生成移动各制动表面的磁场。
一般来说，从电磁制动器的磁化部件测量的电流的曲线可以随着制动器的各制动表面的磨损而改变。当制动表面磨损时，电磁制动器中的气隙变宽。各制动表面与磁化部件之间的距离也增加，并且需要更强的磁场来将各制动表面从图2b的闭合位置移动到图2a的打开位置。
在图7a中，各制动表面的移动的开始瞬时基于时刻t12和t22来确定。当各制动表面开始从闭合位置移动到打开位置时，在电磁制动器的磁化部件上感应出反向电流，并且其对要测量的电流的影响在每个电流曲线的时间导数的局部最小值的时刻t13和t22达到其最大值。当各制动表面的移动结束时，不再在磁化部件上感应出反向电流。作为其结果，从磁化部件测量的电流增加，如在曲线702和706中所能看到的，表现为在时间导数的局部最小值t13、t22后的电流增加。
曲线709在时刻t31与t33之间连续增加。在时刻t33，曲线709达到其最大值。与在时刻t13和t22的曲线702和706的时间导数相反，曲线709的时间导数710在时刻t31和t33之间不具有局部最小值。因为在曲线709的时间导数中没有形成局部最小值，所以可以确定各制动表面没有打开。取代局部最小值，时间导数仅显示位于时刻t31和t33之间的一个峰值t32。制动器的释放于是没有产生与供应给磁化部件的电流相反、并且作为各制动表面移动的结果而感应到磁化部件中的电流，所述相反的电流将被检测为时刻t31和t32之间的电流的曲线形状中的电流增量的减速或停止、或者甚至被检测为电流值的下降。基于曲线709及其时间导数，确定各制动表面从闭合状态未移动很多或根本未移动是可能的。换句话说，制动器被啮合。在对应于曲线709的制动器的情况下，供应给制动器的磁化部件的电流因此不足以释放制动器。曲线709及其时间导数是磨损制动器的典型特征。
在通过曲线702示出的制动器中，各制动表面的移动可以被检测为时刻t12与t13之间电流的下降。在通过曲线706示出的制动器中，各制动表面的移动的开始瞬时可以被检测为在电流的时间导数在时刻t22达到其局部最小值之前电流增量的减速。在时刻t22之后曲线706连续增长，直到电流达到其最大值。在电流的时间导数的局部最小值之前并且当电流已达到其最高值时的瞬时，可以从曲线702确定移动的开始瞬时。随后可以在曲线702中看到电流的独立峰值，并且在该峰值的时刻t12的两侧上的电流值小于该峰值。
曲线706未示出独立的峰值，在所述独立的峰值之前和之后，电流的值小于峰值处的电流的值。各制动表面的移动的开始瞬时于是可以被定义为电流的时间导数具有局部最小值的时刻t22。
在实施例中，曲线702和706可以显示从相同制动器测量的电流和所测量电流的导数704和708。曲线702和704于是表示这样的制动器，其中各制动表面比在各制动表面被磨损之前从相同制动器测量的曲线706和708中的状况磨损得更多。作为制动器磨损的结果，独立的峰值可以在电流的曲线702中在时刻t12检测到。
在实施例中，曲线702和706可以显示从不同制动器测量的电流和所测量电流的导数704和708。各制动器可以例如在它们的电特性、磁特性和/或尺寸方面不同。曲线702和704于是通常表示从较大制动器测量的曲线，而曲线706和708表示从较小制动器测量的曲线。
图7b示出借助从电磁制动器的磁化部件测量的电流以及为该制动器计算的电流比而得出的电磁制动器的状况。当各制动表面开始移动时，电流比由测得的电流与制动器的打开状态中的最大电流的比率形成。
该图示出从制动器的磁化部件测量的电流，其中曲线714表示基本未磨损的制动器，诸如新制动器。曲线712表示磨损的制动器。曲线712和714持续增长，在此情况下，相继测得的电流值或者高于对方或者大小基本相等。曲线714的电流的导数于是总是正的，类似于图7a中的电流的曲线706及其导数708。曲线712的时间导数遵循图7a中的曲线709的时间导数710(其是未释放的磨损制动器的典型特征)。
当制动器已被磨损时，在从制动器测量的电流中可看到制动器的磨损。图7b示出根据实施例，从电磁制动器的磁化部件测量的不同电流以及制动器的不同的磨损程度下的电流比。曲线714示出30％电流比对应于制动器的最小磨损，并且该曲线示出80％电流比对应于制动器的最大磨损。40％、50％和60％电流比的曲线对应于制动器的增长的磨损。当各制动表面正在从闭合位置被打开时，30％、40％、50％、60％和80％的电流比曲线达到它们的第一峰值。对应于每个电流曲线的峰值I30、I40、I50、I60和I80在图7b中的垂直轴上示出。因此，制动器的增加的磨损会增加各制动表面开始移动所需的电流，在此情况下，峰值I30、I40、I50、I60和I80作为制动器磨损的结果而变得更大。对应于40％、50％、60％和80％电流比的电流曲线及其导数遵循图7a的电流曲线702及其导数704的形状，其中在时刻t12的电流的峰值处于在时刻t13的局部最小值之前。当各制动表面在时刻t12之后移动时，电流的值由于移动的各制动表面所感应的反向电流而下降。当电流的导数在时刻t13达到其最小值时，各制动表面的移动已停止。此后，电流向电流的最大值增加。
在实施例中，制动器的移动的开始瞬时被定义为在制动器电流的时间导数的局部最小值的时刻或在局部最小值之前的时刻的电流的最大值。该电流值可以被用在图5的框504中。局部最小值跟随在制动器从闭合状态向打开状态的移动开始时刻之后，如从图7a的时刻t12和t13以及t22看到的那样。
在实施例中，在各制动表面开始从闭合状态移动到打开状态时，电流被定义为当在各制动表面开始移动之后，电流的时间导数处于其局部最小值时的瞬时，从制动器的磁化部件测量的电流的值。于是可能的是，也确定小制动器、新制动器和/或磨损制动器的电流比，尽管正在测量的电流没有作为开始移动的结果而下降，如图7a中的曲线706和图7b的曲线714所示。
借助电流的时间导数的局部最小值，在各制动表面开始从闭合状态移动到打开状态时的电流的定义变得更容易。通过这种方式，当最大电流也是已知的时，电流比可以针对各制动表面的移动的开始瞬时被确定。通过这种方式，即使制动器的电流持续增加并且在最大电流之前不会检测到独立的峰值点(如图7a的曲线706所示)，也可以为制动器获得电流比。
曲线702的电流的最大值跟随在时刻t13的时间导数的最小值之后，并在时刻t14达到。在t14与t13之间，电流的曲线持续增加。
相应地，曲线706的电流的最大值跟随在时刻t22的时间导数的最小值之后，并在时刻t23达到。在t21与t23之间，电流的曲线连续增加。
曲线709的电流的最大值在时刻t33达到，时刻t33跟随在在时刻t32的导数的峰值之后。
在实施例中，在各制动表面正要移动时的制动器的磁化部件的电流基于磁化部件的时间导数来确定。在各制动表面开始移动时的电流的值可以被定义为在时间导数的局部最小值之前的时刻达到最大电流时的电流的值(如图704中所示)、或者在时间导数的局部最小值时的电流的值(如图708中所示)。
图6示出根据实施例的用于监测制动器的状况的方法。该方法可以用图3a和3b中示出的制动器状况的监测装置来执行。所监测的制动器可以是上述实施例中示出的电磁制动器。
该方法在步骤602开始，在步骤602中，监测装置被连接到制动器以接收供应给制动器的磁化部件的电流。监测装置可以连接到供应电流的电路，诸如电路的导体。该连接可以是电连接或非电连接。电连接可以通过例如分流电阻来实施。非电连接可以通过围绕导体安装的磁场接收器来实施。
步骤604定义当各制动表面开始从它们的闭合状态移动到它们的打开状态时限定的电流与打开状态中的制动器的磁化部件的最大电流的比率。这可以按照例如图5中的框508和506中所述的那样来完成。在定义电流时，供应给制动器的磁化部件的电流可以在适合的时间(例如1秒)期间测量，在所述适合的时间期间制动器释放。测量的电流的值还可以按照本领域技术人员已知的用于确定最大电流、电流比和电流的时间导数的方式被采样和处理。
电流的比率可以与阈值th比较606。阈值可以包括电流比的阈值，例如80％。对于在例如电特性和/或磁特性方面不同的若干个制动器而言，阈值可以是相同的。因此，阈值不取决于制动器的尺寸，而例如是百分比，并且相同的百分比可以被用在不同尺寸和不同制造商的制动器中。阈值可以由客户来设定，所述客户例如是港口起重机的用户，在此情况下，相同阈值被用在港口起重机的所有制动器中。当在步骤604中定义的电流比超过阈值th时，该方法继续到步骤608。如果阈值未被超过606，则该方法可以继续到步骤604，在该步骤604中，制动器的电流比可以被进一步监测。
在步骤608中，确定制动器的状况。制动器的状况可以基于在步骤604中定义的电流比来确定。制动器的状况可以如在图5的框510中所述的那样确定。当制动器的状况已被确定610时，该方法结束。该方法可以继续例如制动器维护计划的定义。这可以基于制动器的状况来进行。维护计划可以包括制动器的维护时间的定义、维护周期的定义和/或使用寿命的计算。
应注意的是，尽管该方法在上面已经针对一个制动器进行了描述，但是使用该方法监测可能彼此不同的若干个制动器是可能的。该方法可以于是被分别用于每个制动器。
在实施例中，在步骤604中测量的电流比定义制动器的各制动表面的气隙。电流比的阈值th的超过606可以于是定义制动器的状况水平和对应的气隙。
不同的制动器可以具有定义制动器的状况(就是说，制动器需要维护还是已发生故障并因此失灵)的不同气隙。在实施例中，针对定义若干个制动器的状况水平和对应气隙的电流比来定义阈值。状况水平可以是例如“需要维护”，在此情况下，气隙可以是每个制动器所允许的最宽气隙。不同制动器的电流比与气隙之间的对应关系在图7c中示出。
图7c示出根据实施例，在两个不同的制动器上测量的作为时间的函数的制动器的电流比的变化。每个制动器的电流比在其自身的曲线732和734中示出。已经为各制动器定义了电流比以定义用于各制动器的阈值。阈值表示制动器需要维修或已经出故障时的气隙。
各制动器的电流比曲线732和734包括直到时刻738为止的各电流比的测量值，在时刻738之后，每个制动器的未来的电流比被估算。估算可以例如通过定义与测量结果最佳地对应的数学函数、并向测量结果应用所定义的函数来进行。借助估算，可以在当所估算的电流比曲线与电流比的阈值相交时的时刻为每个制动器定义维护时间740、742。
曲线732在时刻740达到电流比的阈值736，并且曲线734在时刻742达到电流比的阈值736。在时刻740，对应于曲线732的制动器已达到所述制动器需要维护的气隙。对两个制动器使用相同的电流比阈值来定义制动器的各制动表面的气隙是可能的。
电流比的阈值736可以定义指示制动器需要维护或已出故障的阈值。
应注意的是，制动器的维护时间的估算不是强制的。也可能的是，定义制动器的电流比，并且当从制动器测量的电流比达到为其设定的阈值736时，以上述实施例中所示的方式并确定制动器的状况。
在实施例中，制动器的使用寿命基于一个或多个电流比来计算。基于各电流比的测量值，估算732、734电流比的未来值是可能的，在此情况下，当电流比估算732、734达到为电流比设定的阈值时的时刻是制动器的使用寿命。举例来说，对于100％的阈值，获得整个剩余使用寿命，在此之后，制动器变得不起作用。制动器的状况水平于是是“有缺陷的”。使用寿命也可以被计算为直到下次维护和/或下一个状况水平，例如被计算为制动器从状况水平“良好”到状况水平“需要维护”的使用寿命。
使用寿命可以被定义为直到达到电流比的阈值为止的减速次数或天数。此外，通过根据例如作为天数的使用寿命并根据当前日期计算某个日期，也可以将使用寿命定义为某个日期。制动器的使用寿命也可以被定义为当能够检测到制动器的维护需求时的天数、减速次数和日期的组合，并且也可能的是，当电流比的估算超过与任何天数或减速次数和日期相关的阈值时定义维护的时间。
各制动器的电流比曲线732可以从不同的制动器或类似的制动器测量，其中对应于曲线734的制动器磨损更慢。更慢的磨损可能是由于较少的使用。
图8a示出当电流从具有电流增能器的电路被供应给磁化部件时，利用电磁制动器的磁化部件测量的电流852。电流增能器可以被用于以增能(boosted)的方式向制动器的磁化部件供应电流。电流增能器通常被用于制动器一旦将被释放(例如通过将各制动表面从图2b中的情形移动到图2a中的情形或更接近图2a中所示的情形，当各制动表面彼此分开时)就增强电流供应。当在制动器中已形成气隙时，图2a中的制动表面206比图2b中所示的情形更接近磁化部件210，并且供应给制动器的电流可以通过关闭电流增能器来减小。这可以在制动器被完全释放时在最后进行。供应给磁化部件的减小的电流于是足以保持制动器处于释放。
图8a的曲线852示出过滤后的电流曲线。典型地，电流的曲线形状包含取决于电源电流(mains current)的频率的振荡波形。典型地，在使用电流增能器期间，该振荡的频率是电源电流的频率的两倍，并且在电流增能器已被关闭后，是电源电流的频率。在没有使用电流增能器的制动器中，该波形通常始终以电源电流的频率振荡。对于所使用的算法，该振荡需要从电流曲线的描述信息(descriptor)中被过滤掉，并且通常使用低通滤波来用于此目的。图8a的曲线852以及图7a和7b的波形中已使用了滤波。
电流的曲线852对应于图7a的曲线702，除了以下差别之外：从制动器的磁化部件测量的最大电流即在图7a中的时刻t14测量的电流在时刻856之后减小到较低电平854。电流的减小是电流增能器关闭的结果。如果电流供应中存在扰动，那么这可能从以下事实检测到：电流未达到其最大电平，诸如图8a中在电流下降852之前的电流的最大电平。这可能是例如电流供应故障的结果，其中半波整流电流代替全波整流电流而被供应。
如果发生扰动，那么其对电流比的变化具有阶梯式的跳跃影响，例如30％可以改变为45％，因为在电流比的计算中的分母(即最大电流)突然减小。当各减速操作的电流比彼此比较时，可以在若干个连续减速中检测到故障，并且跳跃式变化可以基于减速来检测。如果获得可靠的信号或关于使用或意图使用电流增能器的信息，那么也可以从减速的一个单一电流曲线检测到故障。于是可以基于丢失的电流下降而在电流增能器的使用中检测到故障。在这里，假设最大电流的测量瞬时是当电流下降854也可见时的瞬时。
图8b示出具有功率增能器874的电磁制动器882的电源电路。电源电路被布置成以不同的功率向制动器882供应电流。以低功率从电压源870获得的电流被没有增能地供应给制动器882。当增能还未被打开时，电压源还没有连接到电流增能器，并且开关873是断开的。
从电压源获得的电压通常是交流电压，如在项目876中所示。为了获得低功率，从电压源获得的交流电压在整流器872中被整流。整流器872可以是例如半波整流器。通过使用制动器的磁化部件，整流后的电压被供应到制动器上，在此情况下，制动器可以随各制动表面的移动一起被释放，例如从图2b的状态释放到图2a的状态。当开关873处于断开时，仅来自整流器872的电压通过加法器878被加到制动器882。
当开关873处于闭合时，充当电流增能器的整流器874从电压源接收电压。整流器874随后将接收到的电压变换为整流后的电压。从整流器872和874两者获得的电压随后通过加法器878被加到制动器882。制动器的电流供应于是被增强。当开关873处于闭合时，各整流器可以一起运行以形成用于从电压源获得的电压的全波整流器。
整流器874和872可以被实施为例如半波整流器。当两个整流器向制动器882供应电流时，从加法器878获得根据项目880的输出电压。如图8a和图7a的曲线702和706中所示达到制动器的磁化部件中形成的最大电流。当整流器利用开关873从电压源870断开时，在制动器的磁化部件中形成的电流下降852到较低电平854。
通常，当制动器被释放时使用电流增能器，以增强制动器从闭合状态到打开状态的移动。当制动器的各制动表面已移动到打开或近乎打开位置时，制动表面接近制动器的磁化部件，例如在图2a中，制动表面206接近磁化部件210。因为与制动表面的闭合位置的情形相比，在制动表面的打开位置的情形中制动表面更接近磁化部件，所以与将各制动表面从闭合位置移动到打开位置所需的电流相比，各制动表面可以利用更小的电流被保持在打开位置，并且电流增能器可以被关断。
应注意的是，图8b的电源电路也可以在没有电压源的情况下实施，在此情况下，取代电压源，电源电路包括至电源的连接。
图9示出基于温度的制动器中的最大电流的电平的变化。温度对电流比值的影响被看作最大电流的电平的变化。在附图的示例中，制动器被投入使用时是冷的，但是在使用期间开始变暖。附图示出制动电流在不同温度T下的行为。冷制动器线圈的电阻小于暖制动器线圈的电阻，在此情况下，冷制动器的电流的最大值高于暖制动器的电流的最大值。在该图中，温度以T1、T2、T3、T4、T5的升序增加。
对温度的依赖性因此已在制动器的最大电流中检测到，并且供应电压的变化也会影响最大电流。增加供应电压会增加最大电流。这两者可以增加最大电流的变化。尽管有这些现象，本发明仍继而起作用，因为最大电流被如此包括在电流比值的计算中。举例来说，如果制动器在高温下(就制动和安全性而言，该情形变得更危险)，最大功率保持更低并且电流比值变得更高。因此，电流比值的临界限值被更快地趋近，就是说，就起重装置的制动和安全性而言，该情形更安全。
制动器的温度以上述的方式影响最大电流，并且这引起电流比值随温度变化而变化。相反，温度还没有被检测到对制动器的释放电流的电平有任何显著影响。根据实施例，对连续或紧密连续的测量之间的释放电流的偏差的确定和监测往往给出制动器的状况的指示。
例如，制动器的释放电流具有由制动盘的位置在不同测量时间之间的小变化引起的自然偏差。这引起释放电流的偏差。偏差的大小取决于制动器的尺寸，并且该偏差通常在最大电流的+/-0.5％的范围内，例如在+/-0.25mA的范围内。在各减速之间的偏差的突然增加指示制动器的操作的变化。图10a示出正常执行的制动器的释放电流的偏差Var(I)a；并且图10b示出有缺陷的制动器的释放电流的偏差Var(I)b。应注意的是，在该图中示出的偏差并非是以相对于彼此的确切比例来示出的。在失灵情形中，偏差是正常情形中的偏差的8倍。偏差的增加可以指示例如摩擦材料的脱离和破损，这需要立即维护制动器。其他原因可以是由于机械性阻塞、异物或由制动盘的磨损引起的灰尘堆积所造成的制动器的锚板的受限移动。这种不寻常的操作可以被检测到，并且可以继而形成关于制动器失灵的通知。
在实施例中，制动器的监测包括测量制动器电流偏差的变化，并且当在连续或紧密连续的测量中释放电流的偏差超过限值时，制动器可以被定义为有缺陷的。该定义可以用上述的监测装置来进行，其可以例如通过经由数据传输部件传送的消息来提醒或警告。该提醒或警告还可以通过连接到监测装置的接口来给出。引起给出提醒或警告的限值可以如上所述，基于有缺陷和正常操作的制动器的偏差的差异来设定。
在图5和6中描述的步骤和功能的时间序列不是绝对的，并且某些步骤和/或功能可以被同时执行或以与所述顺序不同的顺序执行。其他功能也可以在所述的步骤和/或功能之间执行，或者它们可以被包括在所述的步骤和/或功能中。某些步骤和/或功能也可以被省略，或者它们可以被对应的步骤和/或功能替换。监测装置的功能可以在一个或多个物理或逻辑单元中实施。
本发明适用于任何监测装置、负载处理装置、起重装置、起重机、桥式起重机、港口起重机、跨车或具有电磁盘式制动器的不同装置的任何组合，在所述电磁盘式制动器中，各制动表面可以处于打开或闭合状态。
在实施例中，根据上述实施例的监测装置被应用于连接到维护中心的起重装置。监测装置可以随后确定制动器的状况、并向维护中心发送关于其状况的信息。与维护中心的连接可以通过例如根据图3b的装置的数据传输部件324来实施。应注意的是，待发送到维护中心的信息可以包括基于从监测装置获得的电流比而在监测装置或起重装置中定义的制动器的状况水平。发送到维护中心的信息包括从制动器定义的电流比也是可能的，这使得有可能确定制动器的状况水平。通过这种方式，状况水平的确定不需要在监测装置中进行，并且监测装置的实施更简单。此外，当状况水平在从若干个起重装置接收信息的维护中心中被确定时，来自不同起重装置和制动器的电流比值可以进行比较，并且状况水平可以更加精确地确定。
实施根据上述实施例的装置的功能的装置(诸如监测装置、负载处理装置、起重装置、起重机、桥式起重机、港口起重机、跨车)不仅包括现有技术的部件，而且包括用于定义打开状态中的制动器的磁化部件的最大电流和用于将制动器的状况定义为在各制动表面开始移动时所测量的电流与最大电流的电流比的部件。更具体地，它们可以包括用于实施在上述实施例中描述的装置的功能的部件，并且它们可以包括用于每个分立功能的分立部件，或者所述部件可以布置成执行两个或多个功能。已知的装置包括可以被用于上述实施例中描述的一个或多个功能的处理器和存储器。举例来说，监测装置可以包括能够执行算术功能的应用程序或模块或单元，或者例如可以由处理器执行的程序(包括添加的或更新的软件例程)。可以被称为软件产品的软件(包括程序例程、小应用程序和宏指令)可以被存储在装置可读的任何数据存储介质上，并且它们包含用于执行特定任务的程序指令。实施本实施例的功能所需的所有变化和配置方案可以由例程来执行，所述例程可以被实施为添加或更新的软件例程、专用集成电路(ASIC)和/或可编程电路。另外，软件例程可以被下载到根据所述实施例的装置中。该装置(诸如监测装置)可以由计算机实施或被实施为微处理器，诸如单芯片计算机单元，该单芯片计算机单元至少包含提供算术运算所使用的存储区域的存储器和用于执行算术运算的处理器。处理器的示例是中央处理单元(CPU)。存储器可以可拆卸地附接到该装置。
在实施例中，实施一个或多个上述实施例的制动器监测装置与维护中心远程连接。这样，各制动器的状况可以被发送到维护中心，在该维护中心，维护计划可以为该制动器创建并通过例如定义维护时间来实施。此外，各制动器的维护计划可以被包括在包含该制动器的装置的维护计划中，诸如港口起重机的维护计划中。这样，两个维护计划(例如它们的维护周期和时间)可以被安排，使得可以保持港口起重机处于运行中，从而使其停产时间保持较短。
对于本领域技术人员而言将明显的是，随着技术进步，本发明的基本构思可以以许多不同方式实施。因此，本发明及其实施例并不局限于上述的示例，而是可以在权利要求的范围内变化。

Claims (31)

1.一种用于监测制动器的方法，所述制动器包括：
第一和第二制动表面，以及
磁化部件，其响应于供应给所述磁化部件的电流而布置成生成磁场，所述磁场布置成将所述制动表面从闭合状态移动到打开状态，在所述闭合状态中所述制动表面彼此连接，在所述打开状态中所述制动表面彼此分开；所述方法包括：
确定当所述制动表面开始从所述闭合状态移动到所述打开状态时所述制动器的电流，其特征在于
确定处于所述打开状态中的所述制动器的磁化部件的最大电流；
将所述制动器的状况确定为当所述制动表面开始移动时测量的电流与所述最大电流的电流比。
2.如权利要求1所述的方法，其中，为了计算所述电流比，确定当所述制动表面开始从所述闭合状态移动到所述打开状态时所述制动器的电流包括：在制动器电流的时间导数的局部最小值的时刻或者在所述局部最小值之前的时间确定所述制动器的电流的最大值。
3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中基于所述电流比来确定供应给所述制动器的电流的充分性。
4.如权利要求1所述的方法，其中基于所述电流比来确定所述制动表面之间的气隙。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述电流比被确定一次或若干次；以及
所述制动器的状况是基于一个或多个所确定的电流比来确定的。
6.如权利要求1所述的方法，其中基于从若干次连续的制动器释放所确定的电流比的变化来确定所述制动器的电源的扰动。
7.如权利要求6所述的方法，其中基于从两次连续的制动器释放所确定的电流比的变化来确定所述制动器的电源的扰动。
8.如权利要求1所述的方法，其中当所述制动器的电流比超过为所述电流比设定的阈值时，确定所述制动器的状况。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述制动器的状况是基于所述电流比和为若干个制动器定义的电流比阈值来确定的，所述若干个制动器在其电特性和/或磁特性方面不同。
10.如权利要求9所述的方法，其中若干个制动器通过使用相同的电流比阈值来监测。
11.如权利要求1所述的方法，其中基于一个或多个电流比来计算所述制动器的使用寿命，以及所述使用寿命包括减速次数、日期、天数或其组合。
12.如权利要求1所述的方法，其中基于一个或多个电流比来计算所述制动器的使用寿命，以及所述使用寿命被显示在显示器上。
13.如权利要求1所述的方法，其中当连续或紧密连续的测量中的打开电流的偏差的增加超过给定限值时，给出警告或提醒。
14.一种用于监测电磁制动器的装置，所述电磁制动器包括：第一和第二制动表面；以及磁化部件，其响应于供应给所述磁化部件的电流而布置成生成磁场，所述磁场布置成将所述制动表面从闭合状态移动到打开状态，在所述闭合状态中所述制动表面彼此连接，在所述打开状态中所述制动表面彼此分开；所述装置布置成：
确定当所述制动表面开始从所述闭合状态移动到所述打开状态时所述制动器的电流，其特征在于所述装置布置成
确定处于所述打开状态中的所述制动器的磁化部件的最大电流；
将所述制动器的状况确定为当所述制动表面开始移动时测量的电流与所述最大电流的电流比。
15.如权利要求14所述的装置，其中，为了计算所述电流比，确定当所述制动表面开始从所述闭合状态移动到所述打开状态时所述制动器的电流包括：在制动器电流的时间导数的局部最小值的时刻或者在所述局部最小值之前的时间确定所述制动器的电流的最大值。
16.如权利要求14或15所述的装置，其中所述装置布置成基于所述电流比来确定供应给所述制动器的电流的充分性。
17.如权利要求14所述的装置，其中所述装置布置成基于所述电流比来确定所述制动表面之间的气隙。
18.如权利要求14所述的装置，其中所述装置布置成确定被测量一次或若干次的电流比；以及
基于一个或多个所确定的电流比来确定所述制动器的状况。
19.如权利要求14所述的装置，其中所述装置布置成基于从若干次连续制动器释放所确定的电流比的变化来确定所述制动器的电源的扰动。
20.如权利要求19所述的装置，其中所述装置布置成基于从两次连续制动器释放所确定的电流比的变化来确定所述制动器的电源的扰动。
21.如权利要求14所述的装置，其中所述装置布置成当所述制动器的电流比超过为所述电流比设定的阈值时，确定所述制动器的状况。
22.如权利要求14所述的装置，其中所述装置布置成基于所述电流比和为若干个制动器定义的阈值来确定所述制动器的状况，所述若干个制动器在其电特性和/或磁特性方面不同。
23.如权利要求22所述的装置，其中所述装置布置成通过使用电流比的相同的阈值来监测若干个制动器。
24.如权利要求14所述的装置，其中所述制动器的使用寿命是基于一个或多个电流比来计算的，以及所述使用寿命包括减速次数、日期、天数或其组合。
25.如前述权利要求14所述的装置，其中所述制动器的使用寿命是基于一个或多个电流比来计算的，以及所述使用寿命被显示在显示器上。
26.如前述权利要求14所述的装置，其中所述装置布置成当连续或紧密连续的测量中的打开电流的偏差的增加超过给定限值时，给出警告或提醒。
27.一种存储有程序指令的计算机可读介质，所述程序指令在被装置执行时使所述装置执行如权利要求1至13中任一项所述的方法。
28.一种用于监测制动器的装置，包括用于执行如权利要求1至13中任一项所述的方法的部件。
29.一种用于监测制动器的设备，包括如权利要求14至26中任一项所述的装置。
30.如权利要求29所述的设备，其中所述设备包括一个或多个电磁制动器或起重装置或其组合。
31.一种用于更新起重装置的方法，所述起重装置包括电磁制动器，所述电磁制动器包括：第一和第二制动表面；以及磁化部件，其响应于供应给所述磁化部件的电流而布置成生成磁场，所述磁场布置成将所述制动表面从闭合状态移动到打开状态，在所述闭合状态中所述制动表面彼此连接，在所述打开状态中所述制动表面彼此分开；所述方法包括：
与磁化制动器相关地安装如权利要求14至26中任一项所述的装置。
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