電子學大約60年代起陸續進入電力工程、測量和控制技術領域的設備制造業中。最先使用機械電子學的是汽車工業，隨后就是消費資料工業。現在還不可能談論機械電子學在設備制造上的完美應用，但在某些方面已得到清楚確認，那就是水泥設備的制造。
1　機械電子學在水泥工業中的應用
　　首先人們會認為，在這種粗大的水泥廠環境下不會有機械電子的位置，然而這種結論是錯誤的。如表1所示，當直接傳動被列入廣泛的機械電子領域時，采用轉換器的直接傳動技術和機械電子學的應用正好起到了相互支持的技術革新作用。為便于理解，本文將以水泥工業常用的幾種直接傳動和其它標準機電裝置加以介紹。
1.1　管磨的直接傳動（環形電機）
　　環形電機在水泥工業成功使用已有30多年，并且是一種理想的管磨驅動裝置。表2顯示全世界已有89臺這種磨機。環形電機驅動的典型機電特征是：
　　·不采用大齒輪和減速器的直接驅動；
　　·將設備停機時間降至最低；
　　·馬達和電子裝置有診斷系統。
　　1990年安裝在比利時一水泥廠?準5.8m×17m水泥磨上的8.7MW，轉速13.4r/min的環形電機是水泥工業迄今最大的磨機。
1.2　回轉窯驅動
　　水泥工廠回轉窯的驅動模式100多年以來一直具有由大、小齒輪帶動不同類型電機的特征。由托輪和無大齒輪傳動的回轉窯只有兩個輪帶，這種傳動方式自1995年起逐漸成為重要特征。回轉窯的旋轉力矩只靠托輪和輪帶之間的摩擦來傳遞。表3列出的11臺回轉窯直接傳動裝置，其中8臺由液壓電機驅動，3臺由裝有頻率控制器的交流馬達驅動。圖1是安裝在墨西哥的回轉窯直接驅動裝置。在托輪的每一個軸端各安裝著一臺減速機和一臺電動機。然而直接傳動的概念只限于兩檔支承回轉窯，因為這是代表靜定結構的唯一回轉窯。
　　從兩種直接傳動方式的比較中可以看到它們的優、缺點，然而一個重要的方面是對特定傳動方式整體效率的評價。電動裝置的效率優勢是液壓驅動的10%，這種驅動方式的機電特征是：
　　·頻率控制的鼠籠型電機；
　　·恒定力矩監測系統；
　　·托輪滑動監測系統；
　　·中央系統操作和數據采集在控制室進行；
　　·可選擇“現場”應急操作。
　　盡管回轉窯的產量達到日產１萬噸或更高，但由于是兩檔支承因此很容易設計。即使在這樣的功率范圍內也可以按傳統或選擇方式配備液壓或電動的摩擦驅動方式。
1.3　升降機
　　現代鋼繩升降機一般由低維修量的同步電機驅動。安裝在前面的頻率轉換器可確保每一步都能達到預期的移動要求。已經對400m以下的提升高度進行了試驗，因此可以安全地安裝在120m高的預熱器塔架上。表4是沙特阿拉伯3 500t/d水泥廠的一些主要數據，該廠2003年底，其預熱器塔安裝了一臺先進的升降機。
1.4　巨型電動輪自卸卡車
　　目前世界上最大的自卸卡車自重222t，另加有效負載360t。由于這個“巨型”機械由電動輪馬達驅動，因此機械電子傳動是該裝載機的特征（見圖2）。盡管電動輪汽車的成功是由多項技術的結合而獲得，但其功能方式還是很容易描述的。一臺大功率的20缸柴油發動機（2 574千瓦）驅動直接連接的同步發電機，發電機電流通過一個可控反相器進入兩個后輪電動機，這兩個輪式電動機是兩個裝有鼠籠形轉子的三相交流異步電動機，每臺電動機各通過一臺兩級行星齒輪減速裝置驅動一個輪子。
　　該載重車的操作與帶有自動變速箱的運貨卡車相同，只有一個控制兩個反相器的加速器踏板和一個剎車踏板。巨大的制動能在沒有任何磨損的情況下通過一個剎車斷路器在制動變阻器內轉換成熱能。除了停車制動外，這里沒有集中維護機械制動。發電機、輪式發動機和制動變阻器均為空氣冷卻。
1.5　包裝機
　　水泥產量在10 000t/d以上的新水泥生產線其水泥發運設施也應與之相匹配，包括運送散裝水泥的散裝罐車以及袋裝水泥的包裝機。新一代ROTO-Packers?誖包裝機滿足了這一要求。采用高自動化（機械電子）水平的精準灌裝技術其灌袋能力已達到5 000袋/時。
　　灌裝后的袋子被轉送到卸袋線，在校驗秤上重新核重之前先通過一個凈化裝置。重量不準確的水泥袋將在后面的流程中從系統中清除，然后才能進入碼包機。ROTO-Packer?誖的技術參數見表6。圖3是德國一家水泥廠的12嘴ROTO-Packer?誖包裝機。

1.6　碼包機
　　袋裝水泥全自動發運是達到高裝車能力的唯一辦法，自動碼包機為發運系統的暢通形成了一個重要的中間鏈條。隨著25公斤袋在德國水泥工業的推出，25公斤和50公斤袋的碼包設備成為必需的機械。現在已可以編程出不同的堆垛形狀和不同的托盤尺寸。水泥工廠使用的現代化自動碼包機有以下幾個機械特征：
　　·先進的驅動和控制技術（機電特征）;
　　·垛層清晰沒有動壓力;
　　·可選擇袋間間隙;
　　·可為灌裝中的袋子摞包;
　　·堆垛形式廣泛（50公斤以下不同重量）;
　　·系統設計采用模塊技術。
　　圖4是一水泥廠使用的Beumer 5 000袋Paletpac?誖碼包機。表6是自動碼包機具備的機電參數。
1.7　圓型堆場設備
　　由于圓形堆場具有眾多優點，現在許多廠家都接受了在長形堆場旁邊設置圓形堆場，以便同時存放和均化大量的松散物料。表7是采用均化堆場的重要特征。每座堆場都配備了堆料用的皮帶堆料機和取料用的橋式刮板取料機。
　　由于兩套裝置交替獨立作業，因此開關柜、配電室、控制系統和軟件程序都可以做成模塊結構。如果需要（可選擇）均化堆場的特征參數可由軟件自動計算、調整和顯示。表8是常見的參數。圖5是阿根廷一水泥廠儲量為8萬t水泥原料的帶頂篷的圓形均化堆場及直徑?準92m的環形軌道。
1.8　實驗室自動化
　　 自動化實驗室的成功應用已有30多年。Poly-sius實驗室裝置就是一例，POLAB?誖是水泥工業實驗室自動化設備。其特征是模塊技術。POLAB?誖-AMT和AOT型可歸類為機械電子產品，其每一方面都體現出機械電子特征（見表9）。POLAB?誖-AOT型專為現場操作設計，其特點是堅固耐用、便于維修和使用效率高。這臺緊湊的裝置在較短間隔內對生料、熱物料或水泥成品進行自動取樣、樣品處理和分析。
1.9　稱重喂料機
　　表10列出的是水泥生產過程中使用的計量裝置。現代化水泥廠的簡陋環境下非常適合使用具有機械電子學特征的高可靠性計量裝置。計量裝置的生產廠家在產品開發中按照VDI標準向水泥生產廠家提供先進的產品。目前計量裝置已有以下改進：
　　·操作可靠性高，即使在環境溫度達到50℃以下的國家使用。
　　·驅動系統緊湊，即變頻控制鼠籠式電動機與轉換器為整體結構，適于現場操作。
　　·現場母線技術適應系列數據與中央控制級交換；
　　·診斷裝置在現場設有選擇連接（便于維修）；
　　·備件使用量降至最低（完全獨立的部件）；
　　·由于屬預接線設備，簡化了現場組裝。
　　當前，機械電子學在德國的大學和技術學校所占的位置不斷上升，德國已有12所大學和相同數量的技術學校開設了機電課程。機械電子學教學極受歡迎，尤其在工業領域（雙重教育體系），培訓人員年增長率達到6%，預計未來將成為搶手的專業。
摘自《中國水泥》2005年 02月號