网络控制系统是一种采用通信网络实现分布式、网络化的实时反馈控制系统。随着控制系统对网络性能要求的提高,自动化领域各个厂商提出了数十种工业以太网协议,并将其广泛应用于网络控制系统中。工业以太网技术既继承了通用以太网兼容性好、成本低、通信速率高的优点,又具备工业控制所必须的实时性、确定性的特点。EtherCAT协议是现有工业以太网协议中性能最突出的,它为工业以太网协议树立了新的性能标准。因其低成本、高传输效率、高实时性非常适用于高速数据采集和伺服运动控制。在造波机应用中,急需一种拓扑结构灵活、实时性高的传输网络,来满足其高精度和高同步性运动要求。本文首先介绍了现有主要工业网络协议的原理,并简要对比分析了它们的主要性能。接下来介绍了EtherCAT网络协议的主要原理,详细介绍物理层和数据链路层独特的组成结构。在此基础上提出了采用高性能16位单片机／DSP作为应用控制器的基于EtherCAT网络的高速实时数据采集系统及网络运动控制系统。系统以海洋工程应用为背景,实现了对分布在实验水池中的大量浪高传感器的高速实时数据采集。同时,构建了基于位置控制方式的伺服网络运动控制系统。文中分别从主站和从站两个方面对系统的构成、原理作了详细的介绍和分析。针对提出的控制要求设计了两类系统的完整的硬件电路,并编写了主站和从站的网络通信协议程序及控制应用程序,实现了所提出的网络控制的应用要求。最后在实验室条件下对包括多个从站的两类网络控制系统进行了实验测试,实验结果表明系统具有高的实时性、高的通信效率,很好的满足了高速数据采集和实时运动控制要求。