工业过程综合自动化技术是信息化与工业化融合的关键，其前沿技术是生产制造全流程一体化控制。而旨在达到综合运行指标的运行控制是生产制造全流程一体化控制的基础和核心环节。在工业生产过程中针对综合运行指标的控制，被工业界与学术界的学者广泛关注。本文以实现工业生产过程综合运行指标为目标，结合网络化工业生产的特点与要求，提出了基于底层设备网与上层监控网的双网环境下工业生产过程运行控制结构，并在此基础上，将工业过程分为线性系统与非线性系统两种模型进行考虑，并同时引入实时优化，多速率采样，网络丢包，干扰抑制等问题，进行底层本地控制器与上层设定值补偿器的设计。所设计的控制结构结合相应的控制算法，克服了传统单回路上层开环控制方法的弊端，实现了对设定值的合理动态调节与整体系统对综合运行指标的良好跟踪。本文所研究的内容新颖，鲜有其他文献直接研究，是对该问题进行初步探讨与尝试，具体的研究内容包括：（1）通过对工业控制结构发展历程的回顾，分析单层控制情形下对于运行指标跟踪不精确的原因，以及当前双层反馈结构形式的优势。结合工业化与信息化融合与“工业4.0”的时代要求，将网络引入工业过程控制作为上下层之间信息传输媒介，提出双网环境下工业生产过程运行控制并设计其控制结构。（2）考虑工业过程长期在其平衡点附近稳定运行的特点，对模型进行线性化假设，提出针对线性系统的双网环境下工业过程设定值补偿方法。首先，在底层设备层设计输出反馈PI控制器，使得其能够跟踪上层监控层给出的设定值。其次考虑底层到上层的数据传输在不同的时间规模上进行，采用提升方法解决多速率采样问题。然后，在非网络化双层结构下，得出设定值补偿器的设计定理作为基础；进而考虑网络影响，建立数据丢包模型，引入随机均方稳定概念，得到整体闭环系统的稳定性条件以及设定值补偿器设计算法。最终在过程工业中应用十分广泛的浮选模型中进行仿真验证。（3）考虑更一般的工业过程模型，提出针对非线性系统的双网环境下工业过程设定值补偿方法。首先，引入T-S模糊系统，对非线性工业过程进行模糊建模，同时考虑具有干扰的情形，设计底层控制器。然后再双网环境下，设计上层监控层补偿器，对设定值进行动态调节，其中通过实时控制的方法给出一种设定值初始值获得方法。最终分析整体闭环系统稳定性，并在连续搅拌釜系统中进行仿真验证。