近年来我国工业化、城镇化与农业现代化的加快推进产生了大量的生活污水与工业废水,污水的直接排放导致水环境污染、水生态平衡破坏等问题日益严峻,同时加剧了水资源短缺。污水处理的迫切需求与国家法规对各地污水处理厂提出了更高的要求。污水处理厂通过引入监控系统,可以提高污水处理系统的自动化程度,提升污水处理品质,并可以节省人力与资源成本,具有重要的现实意义与经济价值。本文以大庆市西城区污水处理厂的实际需求出发,在厂区原有设备与仪表的基础上,开发了一套基于PLC的监控系统。首先分析了大庆市西城区污水处理厂污水处理的工艺流程与主要设备与仪表,确立了监控系统的设计原则与功能定位,选择由中央监控室、分布式PLC监控站与现场设备和仪表构成的三级监控网络构建的监控系统。PLC选择施耐德Quantum140系列,辅之以施耐德Magelis XBTGT系列图形终端(触摸屏)作为现场上位机,并根据厂区实际情况确定了PLC监控站点布局。分析并确定了中央监控室的设备组成与功能定位。对通讯系统进行了分析与选型,选择工业光纤以太网搭建通讯网络。最终形成了该监控系统的总体方案。针对各PLC监控站点负责监控区域的主要设备与仪表,具体分析了系统的监控功能,并根据输入输出点数与存储容量确定了PLC的具体型号与相关功能模块,选择了PLC监控站点需要的辅助电气设备,设计了各站点的电气原理图。针对污水处理工艺流程的核心工艺曝气过程的不确定性、非线性和时变的特点,应用模糊PID控制方法建立了曝气过程控制策略,取得了较好的控制效果。大庆市西城区污水处理厂监控系统已投入运行,系统运行良好,达到了预期的监控目标。