水泥生料配料是新型干法水泥生产的重要工序之一,合理的原料配比更是后续水泥熟料煅烧的重要物质基础和质量保障。在如今矿产资源日益紧张的工业生产背景下,合理利用矿山资源和降低生产成本成为水泥生产企业日渐关注的焦点问题。而水泥生料配料作为矿物原材料消耗调度和保证熟料烧成质量的中间环节,是实现满足生产质量要求和降低原材料成本的重要突破口。水泥生料配料首先需要根据熟料三个目标率值对原燃料的配比进行计算,该计算过程主要以质量和成本为目标,利用所得配比为出磨生料提供质量目标和配煤比例。从而在后续生产过程中,仅需按照生料质量目标要求对入磨物料配比进行调整,即可满足原定的配煤比例。并且出磨生料至少需要同时满足三个目标率值,从而入磨原材料配比的调整过程中也具有多变量、多约束和多目标等特点,结果造成人工计算量大且生料质量产生剧烈波动等问题。水泥企业为控制出磨生料质量大都安装有生料检测设备,主要有离线分析仪和在线分析仪两种。离线分析仪中的荧光分析仪具有检测滞后的缺点,而在线分析仪中的近红外分析仪也存在无法确定入磨原材料成分的问题,导致生料配料过程受诸多不确定因素影响。为实现水泥企业提高生产质量和降低成本的目的,本文针对原燃料的配比计算和生产过程中入磨物料配比的调整进行了多目标优化研究。文章的主要研究内容如下:(1)为设定水泥生料原材料初始配比和生料质量控制目标值,本研究以化验室数据为基础,建立了基于遵循“质量守恒”和“能量守恒”原理的多目标配料优化模型。该模型以提高水泥质量和降低原材料成本为目标函数,并以实际生产工艺要求为约束条件,实现了水泥生料配料的多目标优化。本研究选用基于多目标优化的遗传算法对上述模型进行求解,得到相应的Pareto最优解集。从中选取合理的原燃料初始投料配比后,以此作为设定出磨生料质量控制目标值和原燃料下料比例的基础技术数据。(2)针对离线分析仪检测滞后的弊端,本研究发现了有效的磨机相关变量对生料氧化钙成分进行监测,从而避免因检测和调整周期过长导致生料质量波动大等问题。为进一步量化磨机变量参考标准,本文建立了基于LS-SVM的生料氧化钙测量模型。以该模型测量值与生产目标值差值最小为目标函数,建立了基于离线分析仪的生料配料优化专家系统,从而对生料氧化钙含量的稳定性进行优化控制,实现调配过程中原材料配比的优化设定。(3)针对在线分析仪磨后应用过程中存在原材料成分不确定性影响,本文分析并提取了原材料配比和氧化物的实时数据,提出一种新的原材料成分计算策略。该方案解决了计算过程中数据维数过多和掩盖数据真实波动等问题,提高了原材料成分计算的准确性和有效性。以出磨生料四种氧化物成分与控制目标差值最小为目标函数,建立了配料多目标优化模型。经处理转换为单目标优化模型之后,选取SQP优化算法对原材料配比进行求解,以此确保水泥出磨生料质量的合格与稳定。(4)根据文章的研究成果,利用VB编程语言、Freelance 2019软件和SQL Server2008数据库进行软件编程和数据存储。主要设计开发了优化界面、原材料成分计算程序和基于生料CaO测量模型的配料优化专家系统模块,并利用CBF软件搭建的仿真平台测试程序运行效果,以验证本研究的合理性与准确性。