我国“多煤少油缺气”的局面决定了我国的能源架构在未来相当长的一段时期内仍以煤炭为主。由于不同成分的煤炭用于不同的行业,各行各业在购煤、用煤前都必须进行煤样化验以判断煤样的成分指标是否满足本行业标准。目前,煤化验过程的实现多为离散设备的人工作业,存在人为误差、效率低等诸多问题。煤化验过程共包括煤样称量、煤样抓取运输和煤样化验三个环节,为了实现煤化验过程的自动化、信息化和集成化,提高检测效率和精度,本文以煤化验集成系统为研究对象,提出了一种基于EtherCAT工业以太网的煤化验集成系统解决方案。本文的主要研究内容如下:首先,在分析煤化验集成系统需求的基础上,构建了基于EtherCAT工业以太网的煤化验集成系统架构体系。围绕该架构设计了系统的功能结构、运行模式和网络拓扑结构,并在研究了煤样抓取多任务调度问题的基础上建立了其数学模型,提出了一种以距离最优为优化目标的多任务调度策略。其次,为了实现煤化验集成系统的信息集成与处理,深入研究了信息集成与处理技术。以EtherCAT主从站的方式构建了系统的EtherCAT通信网络,辅以串口和Socket通信传输,构建了系统的信息集成与处理环境。然后,对煤样化验环节的关键控制策略进行了设计。煤样化验是煤化验过程的关键环节,而实现煤样化验环节包含的含硫量、含水量、灰分以及挥发分的检测依赖于温度控制效果,其中,含硫量检测除了需要控制温度还需要控制滴定过程。因此,本文以含硫量检测为煤样化验环节的代表,研究了基于模糊控制的含硫量检测控制技术,并分别设计了基于二维模糊控制器的温度和含硫量滴定的模糊控制方案。最后,基于“PC机+运动控制卡+EtherCAT工业以太网+EtherCAT从站”的开放型网络集成主从式控制系统架构,设计并开发了系统的软、硬件平台,搭建了系统的信息集成与处理环境,并进行了实验。实验结果验证了本文设计的基于EtherCAT工业以太网的煤化验集成系统的可行性。