当前水污染问题日益严重，对污水进行适当的治理已经成为我们不得不面对的问题，但是我国的污水治理仍存在很多不足，已投入运行的污水处理自控系统只有少部分能较好运行。造成这种状况的原因很多，但最主要的原因是污水处理控制技术及相应的自动控制技术不符合要求，因此对污水处理的自动控制系统问题进行研究有非常重要的意义。本文讨论了国内外污水处理工艺和自动控制系统的发展现状，并结合现阶段国内污水处理厂计算机系统的总体设计原则和设计方法，以株洲清水塘污水处理工程为背景，针对其污水处理的工艺特点和控制要求对它的整个自动控制系统进行了设计，并以施耐德Premium系列PLC为硬件基础，编程实现自控系统。由于在污水处理过程中，生化处理阶段的溶解氧浓度能够反映水体污染度，特别是有机物污染程度，对其进行控制非常重要。但是氧气的溶解过程受进水水质、温度、ph值等因素的影响而呈现严重的非线性、大滞后、不确定等特点，对溶解浓度加以控制非常困难，本文将模糊控制与常规PID控制相结合，采用了模糊PID控制策略实现溶解氧浓度控制。这种控制策略能很好的适应控制系统参数的变化和工作条件的变化，在随机的环境中在线调整PID控制参数，在被控对象存在扰动的情况下保持良好的控制性能。并且利用MATLAB对设计的溶解氧模糊PID控制系统进行仿真实验，仿真结果表明了模糊控制策略的鲁棒性和有效性，具有一定的推广意义。