针对砖瓦、水泥生产等行业的自动精确配料的问题，提出一种基于PLC控制，算法采用模糊控制方法，设计一种在误差、误差变化率范围内的模糊控制器。由于经典PID调节器参数一旦设定就保持不变，属于线性定常控制，因而不能满足配料这种非线性特定，而模糊控制又有难以解决静态误差的缺陷，但两者结合后的模糊PID调节器可以实时调整参数，确保配料过程的精确，并为投入实际生产提供了理论依据。研究结果表明，采用模糊控制系统比传统PID调节器输出响应快、无超调等优点，能够很好地解决自动精确配料的问题，而且相对于自带PID调节的控制器成本要低很多，从而产生了较高的经济效益。
砖瓦配料自动控制系统
砖瓦生产原料视当地原料而定，一般有页岩、煤矸石等原料，按情况分配料斗数目，根据数目设定电子皮带秤配料线组成。
自动配料系统加电后，皮带驱动电机开始旋转，微处理机根据当前操作控制电机转速。料斗中的物料落在落料区，经皮带运送到达称重区，由电子皮带秤对皮带上的物料进行称重。称重传感器根据所受力的大小输出一个电压信号，经变送器放大，输出一个正比于物料重量的计量电频信号。该信号送至上位机的接口，经采样后并转换成一个流量信号，在上位机上显示当前流量值。同时将此流量信号送至PLC接口，PLC根据误差e和差变化率ec进行模糊推理，经反模糊化输出给变频器，以此来改变变频器的输出值，从而改变驱动电动机的转速。调整给定量，使之与设定值相等，完成自动配料过程。
模糊PID控制
PID控制是最常用的经典控制方法，控制作用u由偏差e的比例、积分、微分三项之和给出，如果控制中的只包括比例和积分两项，则为PI控制，如果控制中只包括比例微分两项，则为PD控制。控制中的比例增益Kp、积分增益Ki和微分增益Kd均为常数，一旦控制设计好以后，在控制中不在改变，因此PID控制属于线性定常控制。
砖瓦配料控制系统主要是控制物料重量恒定、物料的重量与料斗的流量、物料的重量、皮带的转速有关，配料系统具有非线性的特定，采用经典PID控制无法达到满意的控制效果。模糊控制对于这些经典控制理论所不能解决的非线性、时变的系统而言，具有它的优越性。但模糊控制对于静态性能相对较差。经典PID控制可以保证控制精度，消除静态误差。因此采用模糊控制与PID控制相结合，就能够使控制系统的性能得到较大的改善。
该系统由常规PID控制和模糊推理控制两部分组成，以偏差e和偏差变化率ec（de/dt）作为模糊控制器的输入，根据模糊控制规则对PID参数进行自适应调整，以满足不同e和ec时对控制参数的要求。该系统实现自调整PID参数的计算公式如下：kp=k′p+△kpki=k′i+△kikd=k′d+△kd
式中k′p、k′i、k′d—PID参数的初始值，△kp、△ki、△kd为模糊控制器的输出kp、ki、kd为最终输出的控制参数值。
4软件实现
当系统开始工作时，启动配料生产线。首先系统程序进行初始化，通过上位机或触摸屏设置配料配比，检查料斗有无物料。若无物料，向料斗送料，启动配料生产线，由电子皮带秤进行称重并实时计量，CPU计算得实时流量及累计流量。若设定流量与实际流量有偏差，调节器根据系统控制要求比较设定值与实际流量的偏差，经PID调节改变输出信号以控制变频器对输送电机的速度调节，从而实现恒流量控制。根据配比各辅料同时混合计量，并按配方工艺要求添加。
由于经典PID调节器参数一旦设定就保持不变，属于线性定常控制，因而不能满足配料这种非线性特定，而模糊控制又有难以解决静态误差的缺陷，但两者结合后的模糊PID调节器可以实时调整参数，确保配料过程的精确，并为投入实际生产提供了理论依据。
PID调节器参数设定方法：试凑法
它是在生产实践中总结出来的行之有效的方法，并在现场中得到了广泛的应用。
这种方法的基本程序是先根据运行经验，确定一组调节器参数，并将系统投入闭环运行，然后人为地加入阶跃扰动（如改变调节器的给定值），观察被调量或调节器输出的阶跃响应曲线。若认为控制质量不满意，则根据各整定参数对控制过程的影响改变调节器参数。这样反复试验，直到满意为止。
经验法简单可靠，但需要有一定现场运行经验，整定时易带有主观片面性。当采用PID调节器时，有多个整定参数，反复试凑的次数增多，不易得到最佳整定参数。
下面以PID调节器为例，具体说明经验法的整定步骤：
⑴让调节器参数积分系数S0=0，实际微分系数k=0，控制系统投入闭环运行，由小到大改变比例系数S1，让扰动信号作阶跃变化，观察控制过程，直到获得满意的控制过程为止。
⑵取比例系数S1为当前的值乘以0.83，由小到大增加积分系数S0，同样让扰动信号作阶跃变化，直至求得满意的控制过程。
(3)积分系数S0保持不变，改变比例系数S1，观察控制过程有无改善，如有改善则继续调整，直到满意为止。否则，将原比例系数S1增大一些，再调整积分系数S0，力求改善控制过程。如此反复试凑，直到找到满意的比例系数S1和积分系数S0为止。
⑷引入适当的实际微分系数k和实际微分时间TD，此时可适当增大比例系数S1和积分系数S0。和前述步骤相同，微分时间的整定也需反复调整，直到控制过程满意为止。
注意：仿真系统所采用的PID调节器与传统的工业PID调节器有所不同，各个参数之间相互隔离，互不影响，因而用其观察调节规律十分方便。

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