兰州重离子加速器研究装置(HIRFL)产生的重离子束流对聚变堆原料的抗辐射特性、半导体的单粒子效应和癌症的临床试验治疗等方面的研究起着重要支撑作用。由于实际工作环境中各种干扰的存在,加速器管道中的重离子束流在运行过程中存在束流束损现象,因而需通过同步精确控制加速器管道中的各种探测器来对束流的相关数据进行采集和前端处理分析,以便加速器控制人员更好的掌握束流的运行情况。然而,传统现场总线在从站的控制数量、兼容性、同步精确性和前端处理功能上存在一定的限制。因此本文在引入EtherCAT总线技术的基础上,采用分布式束损探测器前端控制的模式,对探测器的数据采集使用FPGA作前端采集处理,以缓解主站集中处理数据的压力。本文首先介绍了HIRFL以及束损探测器的背景知识和工作原理,总结了实际应用需求。其次,在EtherCAT原理分析的基础上对整个系统实现了软、硬件的设计和搭建。硬件方面主要是根据实际需求选型和设计采集卡、控制器、驱动设备,构建控制系统以及完整的硬件开发环境。软件方面主要是设计各从站的数据采集、探测器的控制和XML文件,以及最终控制界面和数据库管理。最后利用上述设计的系统在实验室中按照多轴控制、采集、存储、显示功能和同步、冗余性能需求对系统进行功能和性能测试。利用EtherCAT在运动控制方面多轴、多IO和良好的精确同步性的优势与cRIO FPGA在数据采集方面前端处理的优势相结合,为束损探测器系统的正常运转与改进提供技术方案的支持。实验数据及结果分析说明系统的实用性。论文为HIRFL中的束流诊断控制系统的部分改进提供了参考和设计经验。