计量泵集群控制系统是由泵组来协同完成流体精确投加任务的分布式控制系统,是流体投加领域的必然发展趋势。但当前国内中小企业仍然存在着粗放式的计量泵生产方式,影响化工产品质量和生产效率,并存在安全隐患。本文以工业控制网络技术为基础,设计一款专用双信道CAN-Ethernet网关,并以该网关为核心构建一套异构控制网络,实现流体的精准投加与控制系统的实时远程联网监控,对于提高企业生产效率和产品质量都具有十分重要的意义。通过分析计量泵集群控制系统的工作条件和设计需求,本文提出合适的网络拓扑结构并进行网关的软硬件设计和CANopen协议栈移植。最后通过网关的通信测试验证其功能完整可靠,并进一步对CAN总线网络的实时性进行研究,保证系统底层网络的实时与稳定。总体而言,本文的主要工作如下:1.设计出包含有线以太网和无线4G两种上层网络通信方式的CAN-Ethernet异构网络拓扑结构与网关协议转换模型;2.按照需求分析设计网关的各个功能电路,并采用模块化设计思想实现以太网/4G通信模块与网关的热拔插,便于用户在硬件上实现裁剪规划。网关的软件开发主要分为外设驱动与接口函数设计、CANopenNode协议栈修改裁剪与移植以及网关的用户应用程序设计,最后通过设计基于有限状态机思想的主程序逻辑框架实现对各个软件模块的稳定运行;3.在计量泵控制器中移植CANopenNode协议栈,实现网关与泵控制器的主从站搭建,设计相应的CAN网络通信子协议并分别在主从站的对象字典子协议区中进行规划;4.对基于CANopen协议的CAN网络实时性进行分析与研究,并设计多组对比实验,获得较为合适的波特率与PDO报文传输通信方案;5.研究基于CANopen协议的EDF和MEF-TOD调度算法并给出算法的具体实现方案,通过Truetime工具箱与Matlab-Simulink仿真实验平台搭建仿真模型进行仿真实验。