回转窑是水泥生产的重要设备，在窑内完成对碳酸钙的完全分解以及熟料的形成。回转窑本身具有非线性、时变、大滞后、强耦合的特点，同时，我国水泥厂的工况变化比较复杂、对生产过程中的很多变量都缺少监控点，与国外的水泥生产线存在很大差距，这些特性共同决定了国外的先进控制系统在国内水泥公司没能得到很好的应用和推广。所以，从国内外回转窑控制的研究现状出发，本文采用多种先进优化算法为操作员提供优化的控制参数，使回转窑一直处于最优的工作状态。首先实现回转窑环节的参数优化设定，然后采用智能控制算法对不同的控制回路实现自动控制，从而使回转窑环节的工况更加稳定，进一步提高熟料质量，降低煤耗。在深入了解水泥生产工艺的基础上开发了水泥生产过程回转窑环节优化控制系统。本文主要工作内容如下：(1)回转窑优化控制系统采用先稳定后优化的思想。水泥回转窑环节的参数众多，且不同参数之间存在较强的耦合性。本文将回转窑优化控制系统分为回转窑参数优化设定系统和回转窑环节自动控制系统两部分，回转窑参数优化设定系统给出当前工况下最优工艺参数设定值；回转窑环节自动控制系统通过智能控制算法将各环节被控参数稳定在优化设定值上，使整个窑系统的运行更加高效、节能。(2)回转窑参数优化设定系统：从水泥工艺和回转窑环节各变量之间的耦合关系出发，采集水泥生产过程中的大量数据，进行关键工艺参数的提取和筛选，利用数据挖掘技术对关键工艺参数进行数据聚类，形成不同的优秀数据，根据当前工况进行数据检索，给出各参数的优化预设定值，然后根据当前化验室化验的游离含氧化钙量进行模糊校正，最终给出回转窑各参数的优化设定值。(3)回转窑环节自动控制系统：回转窑环节自动控制系统包含三个控制回路：烟室温度控制、窑头负压控制和窑转速控制。针对烟室温度和窑头负压的控制特点设计了包含变积分PID控制器、趋势控制器、偏差控制器和前馈控制器相结合的智能控制系统。该系统通过智能选择开关自动识别出不同的工况，然后自动选择相应的控制策略，将控制目标稳定在设定值附近，减少波动，使窑系统更加稳定。针对窑转速的控制特点，设计了正常工况条件下的窑速比值控制模块和异常工况条件下的补偿校正模块。(4)最终完成回转窑优化控制系统软件的开发。软件架构由三部分组成：OPC数据采集系统、前台人机交互界面和后台优化控制算法。将回转窑优化控制系统应用于水泥工业现场，取得了良好的应用效果。