抽油杆是石油开采过程中的重要部件，而热处理是抽油杆生产中的重要环节，传统的火焰式和电阻炉加热已经无法满足生产的需求，这样抽油杆加热恒温控制便成为许多研究的重点。本文根据火焰炉和电阻炉的各种不足，分析设计了中频感应加热电源的主电路，并针对生产工艺计算了感应加热炉的感应线圈的参数。通过感应加热电源功率与加热温度的关系，分析出加热工件与输出电压的关系，构建抽油杆的加热过程的数学模型，并通过优化PID的准则计算出PID控制器的参数，且对其进行了应用分析，最后借助西门子PLC设计出抽油杆热处理自动控制系统。此系统通过不断的调节输出功率来适应工件加热过程的参数值带来的变化来保持温度的恒定，最终实现了闭环控制。该中频感应加热控制系统已经投入运行，结果表明：本系统运行较为稳定、可靠，对参数变化的适应能力强，控制的误差较小，在很大程度上提高了热处理的精度，具有很高的推广价值。