油田开采原油的方法分为两类：自喷采油法和机械采油法。随着油气资源的不断开采,油田的低产、低能井越来越多,抽油机成了油田地面生产的主要设备。随着油田现场生产的实际需求及采油工艺的改进,抽油机朝着节能、智能、大载荷、长冲程等方向发展。无游梁长冲程抽油机具有较好的抽油性能,能提高产量、降低采油成本、提高经济效益等,是抽油机发展的主流和方向。据此,本文在实验室环境下研究了无游梁长冲程抽油机变频节能控制系统。首先对系统进行硬件设计与构建。通过分析无游梁长冲程抽油机的机械结构,根据系统要实现的功能和性能指标,提出了抽油机变频节能控制技术,搭建了以Compactlogix L32E PLC为控制器,以无游梁长冲程抽油机模型为被控对象,以PoweFlex40变频器为执行机构,以光电编码器和Micrologix 1200 PLC为检测机构,最终构建了闭环控制系统,实现了抽油机电机变频调速控制。其次对系统进行软件设计。运用RSLinx Classic软件完成系统的通信组态,建立通信通道,RSNetworx软件对EtherNet/IP进行组态和配置,RSLogix5000对控制器进行逻辑编程,RSView32对上位机的人机监控界面进行设计和远程监控,实现了各设备间的相互通讯。最后建立系统的数学模型和实现控制算法。基于理想条件下建立抽油机电机的数学模型,并通过Matlab仿真分析,证明了所得模型的有效性；为实现对抽油机电机转速的精确控制,在系统中加入PID控制、模糊控制和PID与模糊复合控制算法,借助Matlab的Simulink工具选择合适的参数,达到了良好的控制效果。并对三种控制算法的动态性能进行了比较和分析。本文成功的实现了无游梁长冲程抽油机变频节能控制系统的设计。此系统开放灵活,实用价值高,可以将其广泛地应用到实际油田,起到节能作用。此外,该系统的研究也可为现场采油用抽油机的调试提供仿真系统模型。