随着控制规模的扩大和以太网技术在工业中日益广泛的应用，基于以太网的网络化控制系统成为控制界研究的热点。本文结合中科院“百人计划”资助项目：基于以太网的现场网络化控制系统的研究和开发，对基于以太网的网络化控制系统的实时性进行研究，着眼于在考虑资源有限和成本约束条件下，提高网络化控制系统的实时性和可实用性，并将其应用到所开发的NetCON系统中。主要研究内容及结果如下：　　 (1)介绍了网络化控制系统(NetCON)的设计思想和构建过程，对各个子系统实现的关键技术点进行了分析。然后对NetCON平台中基于嵌入式Linux的开发工作进行了详细分析与实现，包括嵌入式内核的配置与编译、外设驱动程序的设计以及混合文件系统的开发等。最后结合以太网的应用特性，对NetCON平台在实时应用中所面临的问题进行了分析，指出网络控制器节点的内部时延决定了NetCON平台的实时性能，并由此确定了改善NetCON平台的实时性的切入点，即微处理器特性、操作系统和节点内部的网络传输延时。　　 (2)操作系统是影响控制器节点内部延时的主要因素，为提高NetCON平台的实时性，选择基于最新的2.6内核的嵌入式Linux作为了控制器节点的嵌入式操作系统，因为2.6内核与2.4内核相比，不仅采用了更小的调度周期，更是支持了内核可抢占的调度策略，因此在实时性能上有了很大提高。在此基础上，完成了NetCON平台向2.6内核升级的所有相关工作，包括内核的移植与编译、外设驱动程序开发、基于实时进程的网络服务器的设计、以及相关服务程序移植，如文件系统移植、嵌入式Web服务器等。　　 (3)根据控制系统中常伴随有大量的复杂浮点运算存在的实际情况，选择带浮点运算协处理器的ARM9芯片EP9302作为NetCON系统中网络控制器节点的CPU单元，并结合浮点运算协处理器的使用特点，对NetCON平台的实现机制进行了相应修改，提出了平台迁移的概念并设计了基于Linux宿主机的交叉编译服务器，使得浮点运算协处理器的加速功能在NetCON平台中能得到充分应用。此外，还完成了NetCON平台中硬件控制器从AT91RM9200到EP9302的其他升级工作，包括操作系统内核与设备驱动等配置程序的迁移。而且通过实际控制示例表明，基于EP9302处理器的NetCON平台在面对有大量复杂运算的控制应用时，系统的整体性能有明显优势。　　 (4)在网络化控制系统中，各种数据信息的传输实时性要求并不相同，针对这一特点，论文利用Qos控制在NetCON平台中实现了数据的分类传输调度机制，根据数据的实时性来分配带宽和传输优先级，使各个控制节点在数据传输过程中将优先保证传输优先级高的实时数据的传输，以此提高系统的整体实时性。另外，提高网络处理速度也是提高NetCON的实时性的一个有效措施，尤其是控制系统中实时数据一般具有速率高、数据包长度相对较短的特点，因此在网卡驱动模块中集成了NAPI机制来处理网络数据接收。最后在NetCON平台上构建了直流电机的三类实验，即本地控制、局域网网络化控制和基于无线广域网的网络化控制，对论文所述几种NetCON平台的整体性能进行了测试比较。　　 (5)设计开发了NetCON系统的简单网络管理软件，实现了NetCON系统的网络地址的管理、系统时钟同步、硬件故障检测与报警等管理功能，对基于SNMP管理的开发也提供了一个整体实现框架。