随着油田注水技术的发展，大部分油层已进入高含水后期或特高含水期，油田采收率下降，想要维持稳产愈发困难。因此，为了控水稳油，提高注水开发效率，已经逐步推广了分层卡堵水和分层采油等措施。化学堵水、机械堵水等诸多类型的堵水方式投入到实际使用中，但传统堵水方式的封堵效果差、维护成本高、易发生故障，不能保证高含水油井稳定、高效地开采工作。因此，研发一种适用于高含水油井、可重复调层、可靠性高的堵水技术十分必要。本文针对目前通用的电控开关堵水技术，研制一套带有故障诊断功能、地面可调层的堵水装置控制系统。系统基于电力载波通信技术，在地面和井下建立可靠的通信渠道，实现油层定量堵水，油层状态参数采集以及故障诊断等功能。本文明确了电控堵水装置上、下位机控制系统的设计方案。上位机设计为由主控制软件和监控面板组成的便携式诊断仪。主控制软件基于Lab windows CVI搭建，集显示、控制、存储功能于一体；监控面板实现数据信号和电源的接入，辅助监测电压、电流的功能。下位机采用ATmega16单片机和位移传感器构成电机闭环控制系统，实现了油层定量堵水；系统还集成了特定的传感器，将测量的数据反馈至上位机，实时监测油层压力和温湿度。为了满足上、下位机通信需求，本文采用电力载波通信技术，通过单芯电缆同时进行电能与数据的传输。在深入分析单芯电缆传输特性的基础上，基于FSK调制方式，选用调制解调芯片HLPLCS520，搭建载波系统模块电路；充分考虑通信的稳定性要求，设计通信协议。此外，本文针对可能发生的故障进行分类，建立了附属的故障诊断电路，能够基于获取的故障特征，判定故障类型，并将故障状态及时反馈给上位机，实现了报警提示的功能。最后，从硬件设计、电路板设计以及装置隔热处理三方面，提出了能够提高系统可靠性的方法，进行了合理设计。对载波通信模块、电机闭环控制系统以及故障诊断模块进行地面模拟实验，验证了整个控制系统的可靠性。