生料粉磨过程是指水泥生料通过磨盘和磨辊的破碎、碾压等动作被研磨成细小颗粒的过程。作为水泥生产过程的上游环节,生料质量直接影响后续煅烧过程。生料粉磨过程是一个多变量、时变、非线性的复杂物理变化过程,采取常规控制策略往往难以取得满意的控制效果,且粉磨效率较低,能源消耗较大。为改善生料粉磨的控制效果,提高粉磨效率,本文以四川某水泥生产线生料磨系统为研究对象,在现场实际控制需求的基础上,设计并实现了一套水泥生料粉磨过程的先进控制与优化系统。本文的研究与开发工作主要有以下几点:1、完成了水泥生料粉磨过程先进控制方案的设计与实现。针对循环风机入口气体压力响应较快的特性,设计了 PID控制回路,稳定了进入生料磨内的风量。针对磨机电流与进出口压差滞后较大的特性,设计了串级控制回路,稳定了磨内工况。针对生料细度检测时间间隔较长的问题,设计了基于规则的专家控制系统,提高了成品细度稳定性。2、完成了水泥生料粉磨过程优化策略的研究与设计。针对目前磨机电流设定值普遍偏高、粉磨效率低的问题,分析了入库斗提电流与磨机电流的数学关系,使用BP神经网络构建磨机电流-入库斗提电流的数学模型,设计了基于粒子群优化算法的磨机电流设定值寻优方案,有效提高了生料粉磨效率。针对生料细度检测时间间隔较长的问题,通过对粉磨工艺的分析,选择关键辅助变量构建基于卷积神经网络的生料细度软测量模型,取得了较好的预测结果。3、基于现场水泥生料磨控制系统,构建了先进控制与优化系统硬件平台,完成了先进控制与优化系统的算法实现并进行参数整定。投运结果表明,磨内工况得到明显改善,生料磨运行稳定,粉磨效率提升显著。