改革开放以来,随着我国城市化、工业化进程的提速,社会对淡水资源的需求量日益增大,同时对水环境的破坏也愈加严重。城市污水直接排放是水环境污染的主要“公害”。目前我国大多采用生物处理技术来治理污水,而如何以尽可能小的耗能代价使曝气池内溶解氧浓度保持合理稳定值,是确保出水水质达标和污水处理厂节约能耗的重要前提。同时以ZigBee技术为代表的现代无线通信技术备受关注,其与数据采集技术相结合,在诸多领域获得应用。所以基于目前现状,我国城市污水处理厂亟需提高自动化监控技术水平,这对于保证系统运行稳定和出水达标、降低污水处理成本具有积极且重要的现实意义。本论文针对某污水处理厂曝气系统技术改造问题,基于KingView和ZigBee技术,给出了一套污水处理曝气过程无线监测与控制系统总体设计方案。基于总体方案,论文分别完成了系统下位机基于ZigBee技术的溶解氧浓度无线采集终端和基于西门子PLC的污水处理曝气控制单元的这两部分硬件选型、电路设计及软件程序设计等工作,即利用在线溶解氧测试仪检测出曝气池中溶解氧浓度,通过ZigBee无线数据采集终端,将溶解氧浓度传给系统上位机;系统上位机在监控中心对所接受数据进行分析处理后发出执行信号;下位机曝气控制单元采用西门子PLC S7-200和变频器G120,设计数字PID算法,进而实现鼓风机的变频调速控制,最终使曝气池溶解氧浓度维持在2.5mg/L,从而保证出水水质达标。同时,论文利用KingView组态王软件平台,对曝气过程无线监控系统上位机进行人机交互式软件设计,实现了系统上位机与下位机ZigBee数据采集监测终端、西门子PLC变频器控制单元的通讯连接,开发了能满足污水处理曝气系统工艺要求的组态监控图形界面,且具有良好的曝气过程历史监测数据报表存储和曲线显示等功能。本论文以污水处理曝气过程为研究对象,不仅实现了系统无线数据采集及运行工况的自动监测,还实现了系统鼓风机的平稳调速控制,且具有良好的人机交互功能。系统经过综合调试与运行工况分析,结果表明:系统不仅能够稳定运行,保证出水水质达标,而且可有效节省污水处理耗能,提高污水处理效益。