近年来随着工业4.0的提出,工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。自动化程度的不断提高,对于现场总线的数据传输能力、各个设备和协议间的兼容性有了更高的要求。以太网技术以其具备的低成本、高可靠性及高数据传输速度等的特性逐渐替代传统现场总线。因此,世界各大自动化厂商都根据自身的需求和特点开发出不同的工业以太网行业标准。其中由德国倍福开发的EtherCAT现场总线技术以其卓越的技术获得了越来越多厂家的青睐。本文在研究工业以太网技术、EtherCAT通信协议及其应用的基础上,基于ARM架构的嵌入式linux系统的高度可定制性,提出了一种嵌入式EtherCAT系统的设计实现方案。本文的主要研究内容和成果如下:1.简要分析EtherCAT通信原理和系统结构,然后分别从物理层、链路层和应用层,阐述EtherCAT的协议规范。2.提出一种基于CoDeSys软PLC与嵌入式Linux相结合的EtherCAT主站控制平台方案。详细介绍嵌入式Linux系统的移植过程,并将CoDeSys的实时运行系统运行于嵌入式Linux系统平台上。3.采用STM32和ET1200为主控芯片,设计EtherCAT通信控制板硬件电路。设计软件协议栈,包括控制程序主函数、控制程序初始化函数以及控制程序的数据循环处理函数三部分。编写基于ET1200的从站设备的描述文件。4.利用开发的主站、从站以及Omron驱动器搭建一个基于EtherCAT网络的运动控制实验装置。并在CoDeSys环境中设计一个简单的三轴数控系统控制程序。5.对研究工作进行总结,并对进一步的研究提出一些展望。