目前,随着油田进入高含水开采阶段,原油含水率上升,油水乳化程度日益严重,脱水难度大幅增加。这种状况下,常规50Hz正弦交流电源逐渐暴露出电场不稳定、脱水效率低、电耗严重等缺陷,已不能很好地满足生产需求。而且,面对如今复杂多变的脱水条件,采用传统单片机控制方式需要繁琐的软硬件设计和抗干扰措施。因此,研制高效、高自动化程度的控制电源对脱水工作具有十分重要的意义。为解决油田生产面临的上述问题,本文从分析电脱水的根本机理出发,提出研究一种矩形波脱水电源。该电源采用高效工业自动化元件PLC控制,输出电压幅值、频率、占空比均可调的脉冲电场,能使脱水工作在最佳状态下运行。电源主电路设计中,对电路结构方案进行了分析选择,并对整流滤波电路、调压电路、矩形波生成电路、浪涌保护、检测电路中涉及的元器件进行了计算选型。PLC控制电路中,通过分析系统需求,确定了硬件总体结构;对PLC系统进行了选型、硬件配置,设计了基于SG3525的电压幅值、频率及占空比控制电路,并对PWM信号驱动电路、保护电路的设计进行了介绍。系统控制软件提供了手动操作和自动控制2种工作方式,自动控制程序中实时检测设备工作电流,通过调整输出电压快速控制电流的方法来保证电场的稳定运行。为更好地解决PLC人机交互问题,设备引进触摸屏技术。依据实际应用情况,选择了eviewMT4500T型触摸屏,设置了PLC与触摸屏的软、硬件通信状态。人机界面中设置了开机欢迎、系统参数设定、手/自动工作、生产工艺动画、实时趋势图、故障报警、权限管理、操作说明等功能界面,实现对电源直观、自然的操作。文中最后对电源设备软、硬件进行了调试,实验室实验及现场应用表明设备运行安全可靠、净化油含水率符合国标规定,且油水界面清晰,节能效果显著。