球磨机作为水泥生产过程的重要设备之一，其粉磨质量的好坏直接决定着成品合格率的高低。提高粉磨质量的最重要的途径就是保持磨机负荷的相对稳定，这样不仅可以提高成品质量，而且能够降低电耗，减少对设备的损耗，达到节能降耗的目的。球磨机作为具有强非线性、强耦合和大滞后的系统，人工操作常常出现偏空磨或偏饱磨的现象，导致磨机负荷的剧烈波动。采用常规的PID控制很难甚至无法达到预期的控制效果。为减轻人工操作的负担，提高磨机的粉磨质量，采取优化控制策略对磨机进行控制，保持磨内负荷的相对平稳，并根据现场实际实现磨机负荷的平稳变化，已经成为水泥粉磨过程的重要的课题之一。通过分析粉磨系统工艺特点，结合现场实际和操作员经验，选取了表征系统运行情况的关键变量，提出了基于工况识别的负荷优化控制策略。整个控制方案主要由模型辨识模块、算法模块、工况识别模块、稳定性分析模块四部分组成。本文以山水集团水泥生产线辊压机联合粉磨生产系统作为研究对象，选择循环风机转速为输入量，出磨提升机电流为输出量。模型辨识模块选取正常工况下的输入输出数据，根据最小二乘的原理辨识出磨机模型。算法模块将辨识出的模型用于DMC预测控制，在每一控制周期计算出最佳的循环风机转速值，并写入现场。为保证整个控制系统的稳定性，稳定性分析模块在投运之前运用相关稳定性判据对系统进行稳定性分析，确保系统的稳定性。工况识别模块在投运的过程中，根据水泥品种、称重仓料位的变化情况、成品质量以及涡流选粉机转速等表征磨机工作情况的关键变量，总结经验规则，调整出磨提升机电流的设定值，从而根据实际情况寻找最佳负荷点，确保磨内负荷的相对平稳和粉磨系统的高效运行。结合粉磨系统现场工艺控制要求和实际输入输出点，利用应用成熟的OPC技术，将经过仿真验证后的优化控制算法嵌入到现场的DCS控制系统中，保证磨内负荷的尽量平稳。同时考虑到优化控制系统实际应用时的安全性，加入了控制量的限幅和限速控制，并在DCS系统中加入保护程序，避免优化软件崩溃时意外情况的出现。现场的实际运行效果表明，生产同一品种水泥的时，优化软件能保证磨机内负荷的相对平稳；生产不同品种水泥的时候磨机负荷时可以实现磨机负荷较为平稳的变化，有效的减少了磨机负荷的剧烈波动次数，提高了成品的合格率，也从一定程度上达到了节能降耗的目的。最后，在总结已完成的工作的基础上，提出了若干有待于进一步研究和探索的问题，并对粉磨过程优化控制进行了展望。