随着全球经济的发展和人们生活水平的提高,生活污水和工业废水的排放量日益加大,给有限的水资源带来了不同程度的污染。目前,防治水污染、保护水环境已成为环境保护的当务之急,提高污水处理的自动化水平对水资源的保护起着至关重要的作用。本文以西安市第四污水处理厂为依托,针对其曝气量的控制只能依据人工经验手动调节的问题,提出模糊PID控制策略并将其应用于曝气控制系统中。以溶解氧浓度值为控制依据,通过控制生物反应池曝气阀门开度的大小,调节鼓风机的进风量,改变池中的溶解氧浓度,保证污水中的有机污染物可以最大程度地被微生物降解,使出水符合国家标准。首先阐述了鼓风曝气环节的作用和工艺,通过分析曝气量与溶解氧浓度值之间的关系,将污水处理过程中的各种测量指标相对比,确定将溶解氧浓度值作为曝气量的控制依据;其次根据溶解氧浓度的物料平衡式建立曝气控制系统的数学模型,针对如何调节曝气阀门开度的问题提出控制方案;然后在MATLAB中将提出的控制方案进行仿真对比,从快速性、抗干扰性和鲁棒性三个方面分析了各种控制方式的优缺点,经仿真对比,单纯的采用PID控制方式或模糊控制策略,系统的控制性能在某一方面会存在一定的缺陷,而通过模糊PID控制器控制曝气阀门的开度能够提高系统的抗干扰性和鲁棒性;最后采用西门子S7-300 PLC作为曝气控制系统的硬件核心,搭载WINCC上位机对整个系统运行过程进行监控,软件部分通过查询离线模糊控制表的形式来实现模糊PID控制算法在PLC中的运行。通过系统调试结果论证了:在曝气环节中采用模糊PID控制策略调节曝气阀门的开度,可以有效地减小系统超调量,缩小溶解氧浓度值的波动范围,有效地避免了由于人为原因而导致溶解氧浓度忽大忽小的状况,使得阀门开度的控制有依可寻,提高系统的控制性能。