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随着以太网技术的发展，高速率、高可靠性并制定了通用国际标准的以太网被引入到工业自动化控制领域。EtherCAT是一种实时的、可靠的以及拓扑结构灵活的工业以太网总线。本论文在Windows系统实时性分析的基础上，提出了在Windows实时扩展软件RTX下开发EtherCAT网络系统的具体方案，并在数据采集与IO控制应用中进行验证和测试。本文首先对造成Windows弱实时性的因素进行分析，引入了Windows实时扩展软件RTX。结合其体系结构特点介绍了RTX的实时性原理和优势。同时，通过程序测试实验分析了RTX的定时响应性能，对比了Windows与RTX平台下程序在中断响应以及线程调度方面的实时性。完成了RTX下网络设备硬件的配置过程。其次，介绍了EtherCAT网络的系统组成和运行机制。将EtherCAT技术分为物理层、数据链路层以及应用层进行深入探讨，重点研究了EtherCAT的关键技术及其原理。在EtherCAT技术规范下，设计了EtherCAT网络主站的程序框架。完成了从应用程序内存接口、配置文件解析与设备类实体化、EtherCAT实时任务编程到网卡实时驱动的整个主站开发过程。最后，针对数据采集和IO控制应用完成了相应的交互界面和从站程序，实现EtherCAT系统的主从站实时通信。通过测试验证了在RTX下开发EtherCAT系统的实时性与稳定性。以改变网络性能影响因素的方法测试得出系统从站个数、线缆长度和帧长度与系统性能之间的关系。对比了Windows与RTX下的主站性能，得出在RTX实时系统下实现EtherCAT网络的性能优势。