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 根据老化房工艺要求组成如上图控制系统:上位机采用台湾研华IPC(工控计算机);监控画面采用亚控公司的KINGVIEW软件，该软件操作简单，元件形象丰富，性能稳定;核心控制部分采用艾默生EC20-2012BTA类型的PLC和4个温度采集模块(EC20-4TC，接受K型温度信号);传动采用艾默生EV2000通用型变频器。
       在设备连接方面，EC20 PLC充分体现了自身的优势，由于EC20 PLC本身带有2个串行通信口(1个RS-232口，集成自由协议/编程协议/MODBUS从站协议，1个RS-232/485口，集成自由协议/MODBUS主站/从站协议)，EC20 PLC利用COM0口和IPC进行通信(EC20 PLC做从站，设置成MODBUS从站协议)，利用COM1和多台变频器组成网络进行集中控制(EC20 PLC的COM1设置成MODBUS主站协议)。
      IPC为整个系统的人机接口，IPC读取PLC采集的系统运行状态如各风机的运转状态，各测温点温度，报警状况并显示在监控画面上，IPC又把各种操作命令传给PLC以控制系统的运行，如温度的设定，PID参数设定，各种阀门的开闭，变频器的启动、停止等设定。并且可以实时监控整个系统的工作运行状态、动作过程及故障报警等，IPC还可以根据设定对采集的数据进行保存打印。
      在系统设计中，EC20 PLC为整个系统的核心，执行各种系统操作及计算，EC20 PLC根据工艺要求和现场状况进行逻辑判断，开闭各种阀门和启停各风机;同时利用自身的PID功能对温度进行控制，具体方法后面描述。
      艾默生EV2000系列变频器自带RS-485接口的通讯单元，符合RS-485通讯规范，用于实现PLC与多台变频器的联网。根据MODBUS通讯协议，我们可以通过RSz-485网络轻松实现对变频器的运行控制。由于RS-485通讯链路传输距离远、配线简单、抗干扰能力强、可靠性高，因此在设计中，我们省略了变频器的外部起停控制线路，对变频器的所有控制都通过RS-485通讯链路来完成，达到了经济高效的目的。
3.2 监控画面设计
      整个系统监控画面主要分为主画面，实时温度监控，PID参数设定，三个部分(其他部分省略)，具体如下:
主画面如图4所示，主要完成对系统状态的监控(如各种风阀的开闭状态，风机的运行状态，报警状态)，数据统计(如系统运行的时间，启停系统的次数)，温度设定/测量等功能。

实时温度监控画面如图5所示，此画面主要用于对温度的实时监控，并描绘出温度曲线趋势，以便判断系统的温度控制是否处于良好状态，同时可以实现对温度进行保存/打印等操作。

图5 实时温度监控画面

PID参数设定画面主要用于比例常数P，积分常数I，微分常数D的设定，同时根据实时温度曲线状况进行调节;同时显示PID控制的输出比例，见图6。

3.3 对温度控制策略与PLC实现
（1）温度控制策略
为便于对整个老化房内温度的控制，同时充分利用EC20 PLC自身PID功能和PWM脉冲输出(Y0，Y1)的优势，室内温度区域分为2个部分(上层和下层各8个测温度点)，对温度取平均值作为温度的测量值，并把此平均值送入PID功能块进行运算，同时对加热执行元件(参考EC20 PLC的I/O接线图，固态继电器SSR1，SSR2，SSR3所控制的发热管的功率逐渐加大)也进行了分组处理:温度偏差较小的情况下，进行PID运算，通过Y0输出脉冲给SSR1，同时关闭SSR2，SSR3(即Y1，Y2停止输出);如果温度偏差较大，则Y1，Y2也参加输出，具体处理思路如下:
表1 温度控制策略

通过此法处理可以把温度控制精度保持在±0.3度以内，而且无论提升温度还是下降温度都很快速;同时把PID输出转化为PWM的占空比输出，又大大节省了PLC的资源(充分利用Y0，Y1的高达100KHz的脉冲输出功能)。
EC20 PLC的编程软件CONTROLSTAR的操作简单方便，指令丰富，功能强大，是一个很的全中文编辑工具。
(2) PLC实现
实现步骤具体如下:首先，在数据块设定PID各参数，其中的重点是设置P，I，D三个参数和输出量的上下限范围，由于PID的输出结果直接和PWM结合在一起，所以设置时要特别注意，在本例子中，按照PWM的周期为4s(=4000MS)计算，把PID的输出上下限分别设定为4000和0;另外按照逆动作(BIT0=1)，输出限定(BIT5=1)的要求对D7911各位进行赋值;
D7910 500
https://采样时间S3 采样时间(Ts)范围为1～32767(ms)，比运算周期短的时间数值无法执行;
D7911 16#23
https://动作方向 > 逆动作，设输出限定
………………………………………………..
https://BIT0 0:正动作 1:逆动作;
………………………………………………..
https://BIT1 0:输入变化量报警无效 1:输入变化量报警有效;
………………………………………………..
https://BIT2 0:输出变化量报警无效 1:输出变化量报警有效;
………………………………………………..
https://BIT3-4 没使用;
………………………………………………..
https://BIT5 0:输出值上下限设定无效1:输出值上下限设定有效;
………………………………………………..
https://BIT6～BIT15 没使用
D7912 70
https://S3+2 输入滤波常数(α)范围0～99[﹪]，为0时没有输入滤波;
D7913 100
https://S3+3 比例增益(Kp)范围1～32767[﹪];
D7914 25
https://S3+4 积分时间(TI)范围0～32767(×100ms)，为0时作为∞处理(无积分);
D7915 0
https://S3+5 微分增益(KD)范围0～100[﹪]，为0时无微分增益;
D7916 63
https://S3+6 微分时间(TD)范围0～32767(×10ms)，为0时无微分处理;
D7925 2000
https://S3+15 输入变化量(增侧)报警设定值0～32767(S3+1的BIT1=1时);
D7926 0
https://S3+16 输入变化量(减侧)报警设定值0～32767(S3+1的BIT1=1时);
D7927 4000
https://S3+17 输出变化量(增侧)报警设定值0～32767(S3+1的BIT2=1和BIT5=0时);输出上限设定值-32768～32767(S3+1的BIT2=0和BIT5=1时);
D7928 0
https://S3+18 输出变化量(减侧)报警设定值0～32767(S3+1的BIT2=1和BIT5=0时);输出下限设定值-32768～32767(S3+1的BIT2=0和BIT5=1时);
其次,在程序里调用PID指令和PWM指令用于控制Y0的输出(对SV和PV的比较而进行的逻辑控制输出较简单，故此处省略)。参见图7。

4 PLC与变频器的MODBUS通讯
      由于EMESON EC20 PLC和EV2000变频器(非标)都集成MODBUS协议，所以实现它们的通信相对比较简单，整个网络采用RS-485通信方式。