机电一体化在水泥工业上的应用

调查研究
166产 城机电一体化在水泥工业上的应用
赵震
摘要：改革开放以后，我国在水泥生产领域取得了重大突破，自1985年开始我国水泥产量始终稳居世界第一，建立在中国市场经济发展和中国建筑行业崛起的背景之下，我国俨然成为世界上水泥工业发展速度最快的国家。

为了在水泥生产领域始终保持领先地位，并持续提高水泥生产质量，本文主要探究机电一体化在水泥工业上的应用。

关键词：自动化生产；机械工程；水泥工业；应用探究
1 机电一体化的构成
1.1 机电一体化
机电一体化即机械工程与自动化技术的结合，是伴随信息技术高速发展的一种技术产物，目前机电一体化的概念在我国得到了广泛的关注和应用。

机电一体化是将电子器件中的控制和信息处理功能融入到机械装置当中的一种复合型技术，将其应用到水泥工业中，能够加速水泥产品的升级，进而提高水泥生产企业在市场上的竞争力。

1.2 水泥工业中的机电一体化技术构成
在水泥生产领域中应用的机电一体化技术，无论其规模大小均由以下五个部分构成。

机械装置。

这是机电一体化中最基础也是最重要的一个部分，是机电一体化的主体。

变送器、传感器以及检测装置。

在水泥的生产过程中，检测装置主要对水泥生产的外部环境进行检测，并通过变送器和传感器将数据传送到下一个部分。

信息处理。

当接收来自变送器和传感器输送的数据信号后，还需要对数据信息进行处理和分析。

一般情况下，在对数据信息进行处理的过程中需要采用软、硬件两种性质的设备，实现对数据信息的自动化处理。

驱动器和执行器。

驱动器代表的是电动机，而执行器主要起到执行指令的作用，在特殊的情况下驱动器也可以行使执行器的职能。

接口。

在机电一体化中，各部分之间需要通过接口进行联系，一般可以分为驱动接口、变松接口和传动接口。

2 水泥工业中应用机电一体化的优点
2.1 应用范围广泛且功能强大
机电一体化概念和技术的出现，是传统机电产品功能和技术上的一种突破。

通过联系各部分接口的方式，能够将多种功能和技术融合起来，同时发挥其作用，在功能方面体现出了更为强大的有点，符合水泥高效生产的基本需求。

2.2 实现高精度生产
在水泥生产中应用机电一体化技术，简化了传统的生产结构、减少了生产中的传动部件，机械设备的使用寿命得到了极大增强，进而避免了因机械磨损等因素造成的生产误差。

同时机电一体化技术的应用需要结合计算机技术，进一步降低了水泥生产过程中的动态误差，实现了水泥产品的高精度生产。

2.3 提高了水泥生产的安全性和可靠性
机电一体化技术的应用即实现自动化的水泥生产，人工干预生产的几率减小，相关人员与重型设备接触的几率减小，最大程度避免了安全事故的发生。

同时机电一体化具备自动报警、保护、监控等功能，设备的运转可靠性得到了增强。

2.4 柔韧性强
在水泥生产过程中，机电一体化技术的应用可以通过计算机软件实现对机器设备的操控。

例如将工业机器人投入生产当中，其生产方式更加自由，工业机器人各操作部分可以配备不同功能的生产工具，通过计算机编程的方式改变工业机器人的生产轨迹和姿态。

因此将机电一体化技术应用到水泥工业当中，能够适应不同形式的水泥作业要求。

3 机电一体化在水泥工业中的应用
3.1 水泥回转窑烧成系统的模糊逻辑控制
在水泥回转窑中应用机电一体化技术进行控制，可以对回转窑的转矩变化自动化检测，把握好其在稳定状态下的变动，结合模糊逻辑程序进行操作，保证其出于正常运转的状态，并给出操作量，这样控制的方式也可以称为康复控制。

在进行模糊逻辑控制的过程中，通常需要结合工人的实践经验，因此人工要适量进行干预，确保达到良好的控制效果。

在进行模糊逻辑控制的过程中，计算机即硬件设施，模糊逻辑控制程序则是软件设施，而回转窑是机械装置的代表，将三者同时投入到生产中能够实现自动化生产，即直观体现机电一体化的一种方式。

3.2 微机核子秤
结合物质吸收r射线的原理，微机核子秤是由输送机、放射源、探测器、微机控制系统等部分组成。

当放射源放射出r射线之后，部分r射线会被输送机上的物料吸收，其他r射线则会被探测器吸收，输送机上的速度信号与探测器上的感应信号会通过微机演算结合提前给出的定制流量数据与比例系数进行调整，达到控制信号的目的。

最终目的是输送机的输送速度，以便调节物料的量。

3.3 水泥生料立磨的模糊逻辑控制
立磨是一种大型的粉墨设备，与其他粉墨设备相比立磨的消耗动力小、占地面积小，所以我国水泥工业中立磨的使用范围十分广泛。

在生产过程中立磨虽然有一定的缺点，但是工人通过经验能够有效解决这些缺点，结合这种方式产生的模糊逻辑控制方法，有以下两种控制回路：磨辊油压回路和皮带喂料机速度回路。

3.4 空气输送在线流量计
在水泥生产过程中，分粒体采用传统的空气输送方式，首先要进行瞬间流量测定，随后还需要进行人工取样，这会影响物料输送的连续性和效率。

通过机电一体化的在线输送装置，能够测量输送管内特定位置的前后压力损失，快速计算出固气混合比，还可以在输送管内管径较大区间内进行压力损失测定，进而得到空气流量数据，在微机中输入压差信号，通过演算的方式得到输送物料的流量值以及调节无聊的流量值信号。

3.5 冲击式流量计
水泥生产中应用机电一体化技术，冲击式流量计是通过特点高度的粉粒体落下时对冲击板造成的反弹力、冲击力、摩擦力以及无聊的重力等合力的平均分力与瞬间物料流量成正比，并通过控制器结合其负荷传感信号进行推算，通过对比设定值计算出瞬间流量与累计流量，结合流量修正物料的使用量，对料机的运行速度进行调整，是比较典型的一种机电一体化装置。

3.6 智能化控制系统
在水泥生产过程中，对其生产速度、连续性有很高的要求，同时水泥生产是一种大型的生产方式，所以在遇到传统技术难以决绝的问题时，必须通过智能化技术进行辅助。

智能化技术一般有专家系统、神经网络结构、模糊控制等。

将智能化技术广泛应用到水泥生产中，能够实现对水泥产品的设计、生产、设备等方面的自动化控制。

结语
技术改变产业，在水泥工业中机电一体化将微电子技术作为生产技术的发展趋势之下，应当做好技术研究，机电一体化技术的发展即微电子技术的发展。

应用机电一体化技术是机械设备与硬件、软件设施的结合，可以降低生产中的人工成本，具有减小安全隐患的作用，推动我国水泥工业劳动密集型向技术密集型方向转型，这样才能促进我国水泥工业的持续稳定发展。

参考文献：
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[2]刘赓，马德华，魏楫.基于智能预测控制的水泥粉磨机控制系统优化[J].电子技术与软件工程，2019（09）：128.
[3]韩仲琦.机电一体化及其在水泥工业上的应用[J].中国建材，1995（05）：24-26.
（金隅冀东水泥唐山股份有限公司唐山分公司二厂，河北唐山063000）。