游梁式抽油机是最常见的有杆采油机械,由于其结构简单,能适应野外恶劣天气,便于维护,能长时间运转,依旧广泛应用于各大油田。但其能耗大、效率低的缺点至今仍没有很好的解决。无论是以水换油还是以电驱油,都造成了能源的浪费,因此针对游梁式抽油机节能降耗问题的研究显得十分重要。本文分析了游梁式抽油机的运动规律,并对其四连杆机构进行精确分析和仿真研究。在此基础上,结合游梁式抽油机的悬点动、静载荷,曲柄扭矩等,计算出游梁式抽油机的等效力矩和等效转动惯量,得到系统的等效动力学模型。在施耐德电气平台上,通过Unity Pro软件、PLC和变频器实现对游梁式抽油机实验装置的转速控制,分析了产液量、悬点峰值载荷、电机输出功率和电机频率之间的关系,设计通过泵充满度进行动态反馈控制电机转速的节能方案。通过变频器实现对电机的软启动和无级调速,可以有效保护电机,延长其使用寿命。在Unity Pro中实现了对转速的PID控制和操作员屏幕组态,再结合人机界面工程软件Vijeo Designer实现触摸屏画面的组态,通过将工程下载到单个或多个目标机器中,可在触摸屏上直接进行操作,简单方便。本实验充分利用中国石油大学(华东)——施耐德联合电气实验室的现有装置,通过以太网连接,实现上位机、PLC、变频器和触摸屏之间的交互式通信。结合游梁式抽油机实验装置,进行节能问题的研究和控制。