本文以黑龙江省某市污水处理厂为研究对象，通过对该厂所采用的CASS处理工艺的工艺流程、优点等的介绍，根据现场仪表以及控制对象特点设计一套满足该厂要求的DCS系统。本文详细论述了该系统的结构，根据结构分别对系统结构中过程控制层、中央控制层和生产管理层三个层次进行详细描述。整套系统设计部分分为上位机设计与下位机设计，下位机PLC将控制系统划分为四个PLC分站，根据每个分站的特点，对其进行硬件配置、地址选取以及硬件组态设计。上位监控机采用King SCADA组态软件来对该厂CASS工艺流程以及各处理环节的仪器仪表运行状况进行实时数据采集，进而完成工艺流程的画面显示、记录仪表检测数据、分析水质参数趋势变化图、及时诊断现场故障并报警，完成人工无法做到的高级控制策略。设计的系统上位监控机与下位PLC之间采用工业以太网与现场总线相结合的通讯方案进行通信。本文最后就污水处理中溶解氧(DO)控制过程进行理论分析，考虑污水处理的纯滞后、大惯性、不确定性的特点，将模糊智能控制理论引入到传统PID理论中，设计溶解氧(DO)模糊控制器，并将模型进行Matlab仿真，通过仿真曲线分析可知，采用自适应模糊PID控制器后，该系统超调量较小，响应速度较快，具有性能稳定等优点。