随着工业生产要求提高和伺服驱动器性能的提升,传统的运动控制器在实时性与开放性方面无法满足现代工业控制需求。目前EtherCAT总线技术所具有的传输速度快、可接入标准以太网、传输数据量大等优点为工业控制实时性提供了可靠保障。同时嵌入式技术飞速发展,其操作系统的实时性和易用性得到了极大的提升,进一步的提升了工业控制的开放性。再加上EtherCAT总线技术和嵌入式系统的开源特性,可以不断的促进技术的更新和发展。因此,本文基于嵌入式系统进行了 EtherCAT总线控制器的研究。本课题以嵌入式实时操作系统为基础平台,采用EtherCAT实时以太网为现场工业总线,构建了通用性EtherCAT控制器。实时操作系统补丁包选择由Linux官方维护的PREEMPT_RT补丁包,无需担心不同内核版本兼容性问题,便于使用和维护。硬件平台选择了飞思卡尔公司的ARM Cortex-A9的高性能四核处理器i.MX6Q。移植完成后,经过不同负载测试,用户空间的调度延迟最低9us,平均11us,最大21us。在工业控制领域,即使高实时性要求的机器人控制领域也能够满足要求。EtherCAT 主站的构建,通过比较 The IgH EtherCAT(?)Master 和 Simple OpenSource EtherCAT Master两种主站实现方案以及性能优缺点,最终选择了使用复杂但是功能比较强大The IgH EtherCAT(?)Master主站方案。构建过程中,首先介绍了 EtherCAT技术的基本原理。其次,介绍了 The IgH EtherCAT(?)Master主站的模块构成,并针对重要的分布时钟同步技术进行了研究,深入理解了主站同步到参考从站漂移补偿原理,并针对使用过程中遇到的PDI中断与SYNC中断异常问题给出了解决方法。分别进行单轴和多轴测试,运行效果良好,八轴同步误差在90个ns左右,能够满足大多数的运动任务需求。在完成EtherCAT主站构建的基础上,开发了 EtherCAT配置软件。软件开发采用开源软件eclipse的插件机制,完成外部插件开发,将外部开发的插件集成到eclipse软件中去。主要实现XML文件的配置和解析、工程文件的编译下载以及运行过程中状态显示等功能。经过长时间的软件、硬件和老化等多方面测试,本文构建的控制器被应用在港口自动化项目中,主要负责自动化纠偏任务,由于港口实际运行电气环境比较复杂,容易受到电磁环境的影响,在某种程度上对控制器的性能提出了更高的要求。经过长期的实验表明,控制器能够完成控制任务,达到了预期效果。