随着中国制造业的转型和升级,自动化设备的需求量将越来越大。运动控制器作为自动化设备的控制核心其需求量也将随着变大。为了适应目前越来越智能化、网络化、高速化以及多样化的自动化设备的发展,现代的运动控制器必须要有能集成各种传感器设备的能力,良好的网络通信能力,强大的计算能力,高可靠性,以及高度的开放性和易用性。然而目前国内大部分运动控制器存在网络通信能力不强,开放性不够,性价比不高,不能很好的集成各种传感器,特别是视觉传感器等问题,这就限制了我国装备制造业的发展。针对上述问题,本文基于德国Kithara公司的windows实时拓展套件KRTS设计了一种总线式软运动控制平台,给出了从运动控制程序开发端到运行端的一整套解决方案。该平台以IPC为硬件平台,以安装了 KRTS实时拓展套件的windows系统为软件平台,支持EtherCAT和EtherMAC总线接口,提供符合PLCopen规范的运动控制库、内核实时应用程序数据通信接口,以及图形化平台管理工具。此外设计的平台还能集成实时视觉功能,并支持用户对系统组件库的拓展。本文分别从平台实时以太网总线驱动设计及其封装集成,平台功能组件设计及实现,平台管理工具及其使用策略设计这三个方面阐述构建的总线式软运动控制平台关键技术。对于平台实时以太网总线驱动设计及其封装集成,为了说明在本文设计的运动控制平台下对其他KRTS未支持的总线驱动及其接口开发过程,设计了课题组自主研发的EtherMAC在设计的软运动控制平台下的驱动及其接口。同时为提高驱动接口的易用性,设计了一个主站驱动接口封装集成方法,并以应用最广泛的且KRTS支持的EtherCAT驱动接口为例,详细说明了驱动接口封装和集成的实现过程。平台功能组件的设计,其分为平台运动控制库设计以及平台数据通信方案及其接口设计。对于平台运动控制库的设计,为了方便用户使用,本文参照PLCopen运动控制规范构建平台运动控制库,并从运动控制功能块用户使用接口形式,虚拟轴CiA402数据接口,功能块的实现,以及运动控制算法等方面详细阐述了运动控制库设计方法。对于平台数据通信方案及接口的设计,本文分别设计了本地应用通信和远程应用通信方案,而后对远程通信方案的用户使用接口进行设计。对于平台管理工具的设计,本文主要从系统配置和状态管理,实时以太网总线资源管理,任务管理,全局资源管理以及用户实时应用管理这几个方面,对其设计的功能做详细介绍,并在这基础上设计了平台的使用策略。最后,本文通过一个五轴串联机器人应用项目,来验证设计的平台。此外还搭建了一个系统实时性测试平台,对系统定时器抖动进行测试,以此来验证系统的实时性能。