水泥生产是一个大滞后、非线性、强耦合的复杂过程,而烧成过程又是其消耗资源最多,物理化学反应最复杂的过程。近年来,专家学者对水泥烧成过程的研究从未停止,从工况划分到温度控制都是研究的热点,也取得了巨大的成果。但是水泥烧成过程仍然停留在单环节的研究上,对烧成过程的协调控制研究较少。目前,水泥烧成过程协调控制方面的研究还存在以下问题:一,烧成过程工况复杂多变,且不同的参数对烧成过程的影响大小也不尽相同,针对整个烧成过程协调控制的工况总结较少,如何总结出协调关系下的烧成工况并实现在线识别,是研究水泥烧成过程的重要前提;二,针对水泥烧成过程协调控制研究的关注点集中在控制上,而温度设定值却一直是操作人员手动给定。由于操作员的操作经验不同,因此温度设定值无法保证是当前工况下的最优设定值,从而可能导致熟料质量合格率低或者能耗高。因此本文的水泥烧成过程协调控制研究具有重要意义。针对以上问题,本文通过分析大量现场数据并结合操作员的优秀操作经验,划分了烧成过程的典型工况并进行在线识别,最后利用案例推理算法建立温度设定模型,给出分解炉温度设定值和窑头罩温度设定值。主要研究工作如下:(1)讨论了水泥发展概况,并分析了水泥烧成过程中分解炉和回转窑之间存在的协调关系。由于分解炉喷煤(窑尾)和回转窑喷煤(窑头)存在着一定的比例关系,同时又对应着一定的温度设定值,因此得出协调给出当前工况下最优温度设定值即可实现烧成过程协调控制的结论。(2)针对水泥烧成过程协调控制的工况进行总结,不仅仅考虑烧成过程的关键参数,同时将生料率值、煤粉水分等化验室离线数据也考虑其中,通过分析大量现场数据并结合操作员优秀操作经验,总结出了整个烧成过程中与温度有关的典型工况,并总结出当前工况下操作员给出的分解炉温度设定值和窑头罩温度设定值。(3)针对水泥烧成过程工况在线识别困难的问题,在之前总结出典型工况的基础上,以专家规则结合斯皮尔曼相关系数的方法进行工况识别,并给出当前工况下的调整策略。(4)针对烧成过程温度设定值手动给出的问题,利用案例推理的算法,首先建立初始案例库,将不同工况下的案例以f-CaO和煤耗作为筛选标准,质量合格且煤耗低的案例选取为优秀案例。然后通过案例筛选、案例重用等步骤协调给出当前工况下的最优烧成过程温度设定值。最后设计了底层控制器。(5)烧成过程协调控制软件研发。本软件采用C#编写,主要功能有用户管理、数据采集、烧成过程关键参数监测、烧成过程温度设定等功能组成。最后,烧成过程协调控制软件在山东某2000t/d水泥生产线现场应用,可以实现生产过程参数实时监控,现场工况准确划分与识别,并给出分解炉温度设定值和窑头罩温度设定值。经现场验证,水泥烧成过程协调控制软件对实现水泥生产高质、低耗具有一定作用。