为了使一个工业生产过程或一个企业良好、高效地运行，都离不开对整个生产过程物料、能源、人力等的管理、组织和运作。要达到目的，必须对工业生产过程的信息、数据进行实时的检测和控制。因此，生产调度、安全稳定地生产与操作等，都离不开自动化技术。其中生产过程是由有关的生产过程工艺设备如容器、泵、机器、管道等组成。不同的产品由不同的生产设备来生产，一般工业生产过程的设备是不变的，但是，由于腐蚀、老化等原因，这些设备需进行定期检修或更换。常规控制层是由生产过程工艺参数的测量变送仪表、仪器、自动执行机构如控制阀、电磁阀、电动执行器以及显示、记录、控制器(有时称调节器)等组成。先进控制层是由计算机(或DCS)和有关软件及控制算法等组成，该层的功能是实现常规控制层无法做到的多变量控制。优化层是由计算机和有关优化软件及优化算法等组成，它的功能是为先进控制层提供优化给定值、优化控制轨迹或生产方案控制。

　　一、  常规控制

　　所谓常规控制是指有采用经典的PID(比例十积分+微分)控制算法或其他简单的控制算法，如双位控制、比例控制以及比较复杂的前馈控制、串级控制、比值控制等，使工业生产过程的被控变量，如温度、液面、压力、流量等关系安全运行的重要参数，在遭受到外来扰动情况下，稳定地维持在预设的给定值上。这种控制系统最典型的是单回路(单个参数的控制)负反馈控制系统(或叫反馈控制回路)，如图1—1所示。如果外来的扰动是可以测量的，则可组成如图1—2所示的单回路的反馈加前馈控制系统，这种系统只要前馈补偿器设计合理，前馈补偿作用完全可以抵消扰动对生产过程被控变量的影响。

　　工业生产过程稳定控制是工业生产过程控制的基础，是安全生产的前提。一个工业生产过程只有常规控制层设计合理，运行正常，才能进行优化操作与控制。