随着控制系统的日益复杂化,为满足大量设备通讯、海量数据传输以及远程控制的需要,网络控制开始出现并发展成为现今控制系统研究的热点问题之一。网络的引入可以很好的解决传统点对点控制所不能解决的诸多问题。在网络环境下,设备间的通讯都通过相同的物理介质,必然会带来传输过程中信息的碰撞以及网络时延等问题。在网络时延过大的情况下,甚至会引起系统不稳定,因此对其研究具有重大的实际意义。本文首先分析了网络时延与网络节点驱动方式对网络性能的影响;在分析PROFIBUS-DP网络协议与通讯模式的基础上,建立了网络系统的时间分析模型,给出了数据传输产生的最小与最大时延表达式;对网络系统中PLC的循环处理过程进行分析,得出了系统的最短与最长响应时间。其次,针对网络系统的特殊性,采用MATLAB/TrueTime仿真工具箱模拟系统中的网络模块与网络节点,并搭建了网络仿真模型。在控制器设计方面,建立了基于时间戳的Smith预估补偿器,通过仿真验证了其有效性,但由于补偿器的性能过分依赖于系统辨识模型的精确性,在辨识模型不准确的情况下,补偿器的控制效果将受影响。为提高其鲁棒性,提出了基于模糊控制的辨识模型开环增益自整定控制方法,对辨识模型起到了很好的矫正作用,从而提高了Smith预估补偿器的精度,通过仿真验证了改进Smith补偿器的良好性能。再次,基于现场总线PROFIBUS-DP网络,搭建了系统实物平台。设计过程包括主从站的选择与硬件组态、被控对象的选择与参数设计和监控系统设计三部分,并通过STEP7编程实现了随机时延补偿算法。最后,在对被控对象成功辨识、对随机时延实现读取的基础上,编写程序代码,实现了时延补偿控制算法,并证明了算法在实物系统中的有效性。