為了使一個工業生產過程或一個企業良好、高效地運行，都離不開對整個生產過程物料、能源、人力等的管理、組織和運作。要達到目的，必須對工業生產過程的信息、數據進行實時的檢測和控制。因此，生產調度、安全穩定地生產與操作等，都離不開自動化技術。其中生產過程是由有關的生產過程工藝設備如容器、泵、機器、管道等組成。不同的產品由不同的生產設備來生產，一般工業生產過程的設備是不變的，但是，由于腐蝕、老化等原因，這些設備需進行定期檢修或更換。常規控制層是由生產過程工藝參數的測量變送儀表、儀器、自動執行機構如控制閥、電磁閥、電動執行器以及顯示、記錄、控制器(有時稱調節器)等組成。先進控制層是由計算機(或DCS)和有關軟件及控制算法等組成，該層的功能是實現常規控制層無法做到的多變量控制。優化層是由計算機和有關優化軟件及優化算法等組成，它的功能是為先進控制層提供優化給定值、優化控制軌跡或生產方案控制。

　　1常規控制
　　
　　所謂常規控制是指有采用經典的PID(比例十積分十微分)控制算法或其他簡單的控制算法，如雙位控制、比例控制以及比較復雜的前饋控制、串級控制、比值控制等，使工業生產過程的被控變量，如溫度、液面、壓力、流量等關系安全運行的重要參數，在遭受到外來擾動情況下，穩定地維持在預設的給定值上。這種控制系統最典型的是單回路(單個參數的控制)負反饋控制系統(或叫反饋控制回路)，如圖1—1所示。如果外來的擾動是可以測量的，則可組成如圖1—2所示的單回路的反饋加前饋控制系統，這種系統只要前饋補償器設計合理，前饋補償作用完全可以抵消擾動對生產過程被控變量的影響。

 　　工業生產過程穩定控制是工業生產過程控制的基礎，是安全生產的前提。一個工業生產過程只有常規控制層設計合理，運行正常，才能進行優化操作與控制。

　　2先進控制
　　
　　雖然傳統PID控制系統對于一般工業生產過程都能滿足控制要求，再加上這種控制方式比較簡單，也容易操作，所以受到工業界的歡迎。但是，隨著工業生產過程規模的擴大和復雜性的增加，對安全參數和過程被控變量的波動范圍要求越來越嚴格，特別是對于那些危險性大、規模大、自動化程度高的工業生產過程，簡單的PID控制系統已遠遠不能適應了。具體表現在單回路PID控制系統對于復雜的工業生產過程，其被控變量波動較大，難以實現邊界控制。另一方面，對于多變量的工業生產過程，這種簡單的控制方法不能實現多變量控制。
　　
　　自20世紀60年代發展起來的現代控制，在航空航天領域，取得了較好的應用以后，人們一起尋求各種現代控制算法，企圖能在復雜的工業生產過程控制中應用，特別是在具有代表性的流體工業系統。經過30多年的努力，首先是基于模型的預測控制方式，于20世紀80年代在復雜的工業生產過程取得成功應用以后，從而形成了先進控制在工業生產過程中應用的新時代。尤其是大型化工、石油化工、鋼鐵、電站等生產運行過程的應用。成為改變和提升裝置安全生產水平的根本性措施。
　　
　　先進控制(Advanced　Process　Control——APC)是對那些不同于常規單回路PID控制，并具有比常規PID控制更好控制效果的控制策略的統稱，而非專指某種計算機控制算法。由于先進控制的內涵豐富，同時帶有較好的時代特征，即用來處理那些采用常規控制無法控制的復雜工業過程。
　　
　　先進控制與常規(PID)控制的關系如圖1—3所示。這種結構形成是在原來常規控制方案基礎上，加上先進控制策略，這不僅容易實現，而且也方便操作和維護，從而保證先進控制系統安全可靠地運行�！�

　　先進控制在復雜的關鍵工業生產過程中應用，在保證裝置安全運行的同時，可獲得很好的經濟效益，其投資收益關系如圖1—4所示。通過先進控制系統的控制，使得生產過程非常平穩，從而可以提高生產裝置的處理能力和長久安全。另外，可以實現多變量協調控制和優化控制，可以提高工業生產過程整體與系統的安全生產水平。