现场总线是连接控制系统和现场智能设备的全数字、双向、多站的通信系统,广泛应用在工业控制系统的各个领域,被称为工业系统的“神经系统”。然而,由于工业控制领域现场总线技术的竞争,导致当今国际上存在多种现场总线标准,各种标准的现场总线的接口各不相同,限制了用户对总线产品的选择,一个型号的数控系统只能支持一种现场总线,增加了制造和使用成本,推高了数控系统的制造及应用推广难度。基于以太网技术的工业现场总线的主站都基于相同的硬件架构和外围电路,其功能均可采用FPGA+phy芯片实现,所以基于此本文提出了一种采用FPGA可重构技术实现一套数控系统支持多种现场总线的方法,并在蓝天数控系统上实现了对Ether CAT与SSB-III两种工业现场总线的支持。首先,论文研究了Ether CAT总线协议,使用FPGA技术设计与实现了具有PCI总线接口的Ether CAT主站通信控制器,并使用Modelsim仿真软件对设计进行了仿真验证,使用Signaltap II在线逻辑分析仪对设计进行了在线调试验证。其次,论文对提出的采用FPGA技术对多种现场总线可重构设计的方法进行详细阐述。介绍了现场总线可重构设计总体方案和基于FPGA的可重构设计原理,对PMON系统下配置FPGA方法与实现进行了详细的阐述,其中包括相关软硬件设计、PMON添加配置FPGA命令、编译PMON过程等,并对该方法进行了测试验证。对现场总线可重构设计方法的实施流程进行了介绍。最后,搭建了实验测试平台,对设计的Ether CAT主站通信控制器进行了实际的联机测试,通过实验验证了设计的正确性。对提出的现场总线可重构设计方法在蓝天数控系统上进行了测试,实验结果证明了该方法的可行性、正确性。