油气管柱作为石油、天然气的输送通道，一旦发生疲劳破坏，将会对海洋环境和国民经济带来重大损失。为确保石油开发过程的安全、可靠性，需要对油气管柱进行疲劳试验，以精确预报管柱疲劳寿命，发现管柱疲劳易发区域，完善管柱结构改进，提高管柱的疲劳寿命。因此，研发高效率的油气管柱疲劳试验装置具有重要的工程实际意义。　　本文针对油气管柱疲劳试验需求，研发共振型弯曲疲劳试验装置的控制与监测子系统，以西门子PLC为核心控制器，结合现场总线技术、LabVIEW虚拟仪器技术以及以太网等技术，设计出以工控机为上位机，PLC为下位机的两级控制系统。　　结合共振弯曲疲劳试验法的工作原理，提出黄金分割法快速搜寻试件共振频率点，并基于西门子PLC设计出自适应模糊PID系统控制器，保证管柱试件能够在共振频率附近振动。其中，模糊控制器采用MATLAB离线仿真建模获得模糊查询表，PLC编程实现在线查询的方法进行设计。经试验验证，采用该方法可以有效地满足疲劳试验装置各项控制指标，是一种较为理想的智能控制方案。　　同时，结合控制系统结构，基于PROFIBUS现场总线技术完成了PLC与变频器的通信互联，主要包括变频器参数设置，通信报文结构选择，主/从站组态以及系统程序的设计。并借助LabVIEW虚拟仪器技术完成数据采集和串口通信设计，实现对应变数据的采集与分析。　　根据控制系统要求，分别采用WINCC组态软件和GSM模块建立了现场监控系统和手机短信形式的远程监控系统。上位机借助WINCC组态软件完成系统操作界面设计、监控界面制作以及数据报表的设计，实现对试验过程数据的实时监控。远程监控系统则借助于GSM网络，以PLC与GSM模块为发送终端，通过PLC编程完成试验数据发送。　　最后，依据控制系统设计，选取合适的材料与设备，制定油气管柱共振弯曲疲劳试验样机试验方案，完成样机组装与系统调试。