随着现代工业控制自动化的发展,传统污水处理控制系统自动化程度低,处理效果不理想等缺点亟待解决。因此,提高污水处理过程的可控性,减少系统运行过程中的人工干预,及时采集各控制环节的数据信息等成为污水处理自动控制系统的发展方向。本文根据污水处理过程的工艺特点与控制系统的整体要求,设计了以S7-300 PLC为核心控制器的污水处理自动控制系统。针对传统污水处理控制系统的不足,制定了系统总体设计方案,提出了溶解氧浓度精准控制的策略方法,进行了系统的硬件设计和软件设计。硬件设计方案采用基于工业以太网PROFINET和PROFIBUS-DP总线相结合的控制架构,工控机作为上位机,可编程逻辑控制器PLC和分布式I/O设备为下位机,构成了多总线分布式I/O控制系统。软件设计主要包括PLC程序设计、上位机监控软件开发和触摸屏界面设计,利用STEP 7编程软件完成了PLC控制程序的编写,使用WinCC组态软件设计了上位机监控程序,WinCC flexible软件完成了触摸屏现场画面的开发。整个污水处理自动控制系统结合了目前最新的工艺状况和PLC控制系统技术,为污水处理提供了有效的自控方案。为实现生物反应池溶解氧浓度的精准控制,本文针对系统溶解氧浓度特性提出了利用模糊自适应PID优化算法实现对鼓风机转速与运行状态自动控制的设计方案,并通过MATLAB软件仿真验证优化算法的优越性。本文设计开发的基于S7-300 PLC的污水处理自动控制系统能够满足污水处理自动化的全部要求,控制效果显著并且具有良好的可靠性和实时性。