早期的控制系統(tǒng)都是機械或者氣動的，這些控制器都需要專門的設(shè)備非常巧妙地來實現(xiàn)。每一個控制器都需要精心選擇、認真整定。增加一個新控制器的難度和成本都非常高。能夠?qū)崿F(xiàn)對某個過程變量的自動控制當時是非常創(chuàng)新和神奇的事情，對控制的精度要求也不高。隨著計算機等電子技術(shù)的發(fā)展這些控制系統(tǒng)都進化成了PLC和DCS。現(xiàn)代工業(yè)更大、更復(fù)雜，對控制系統(tǒng)的要求也更高，一個大型裝置往往有上萬個檢測元件，成千的執(zhí)行機構(gòu)。
每個工藝都是工程師發(fā)明創(chuàng)造出來的。為了實現(xiàn)過程控制，工程師往往會根據(jù)控制需求和工藝條件提供多種檢測元件和控制手段。由于工藝的耦合關(guān)系某個控制手段也可能同時影響多個被控變量。必須要通過控制方案設(shè)計才能讓這些變量協(xié)調(diào)工作，在當前工藝條件下實現(xiàn)控制需求。
首先是如何進行單回路變量配對實現(xiàn)解耦和極端情況下按優(yōu)先級進行控制。不合理的單回路變量配對會增加PID整定的難度，導(dǎo)致較差的控制性能甚至不能投用。不合理的變量配對在極端情況，例如執(zhí)行機構(gòu)飽和或安全約束時需要人員干預(yù)才能維持。單回路變量配對是控制方案設(shè)計的第一步，合理的變量配對有連續(xù)性，一般不需要隨著控制需求的變化而變化。這其實是控制方案設(shè)計最重要的一步，后面要圍繞變量配對后的基礎(chǔ)方案進一步進行功能擴展。
單回路變量配對后就要通過PID參數(shù)整定達到控制性能，單回路性能能夠解決主要依靠Lambda整定方法。在Lambda整定上昌暉儀表下了一些功夫，取得了一些成果。當然也可能必須進行單回路的結(jié)構(gòu)改進才能克服過程側(cè)和控制側(cè)的干擾。
其次工業(yè)過程希望能充分挖掘裝置的潛力，這就要求裝置在多種約束的邊界穩(wěn)定的工作。多變量約束下的控制是現(xiàn)在工業(yè)的核心要求，這超出了單回路的能力必須要進行控制方案設(shè)計進行功能擴展。工業(yè)過程大部分情況下在所有控制需求滿足后還有一些剩余控制手段，對這些剩余手段充分利用往往可以實現(xiàn)更安全更高效的生產(chǎn)。如何使用這些自由度也需要對控制方案進行功能擴展。這些工作都屬于多變量約束層，可以通過復(fù)雜控制實現(xiàn)也可以通過先進控制實現(xiàn)。
知識和經(jīng)驗比工具重要，對復(fù)雜控制我們沒有給予充分的認識。"我們能成為高手并沒有什么秘訣，而是對與基本技能相關(guān)的東西有更深的理解"。醫(yī)生都使用幾乎一樣的設(shè)備和治療標準但是治療的效果差別很大。先進控制有時候做的效果一般根子在控制機構(gòu)和模型，和實施人員的能力相關(guān)和軟件的功能關(guān)系不大。很多公司開發(fā)先進控制軟件最終失敗其實是工程實施的問題，這一點很多人沒有認識到。
最后當裝置控制問題高度復(fù)雜后，可能需要動態(tài)的處理約束和優(yōu)化。例如實時優(yōu)化會根據(jù)市場和約束動態(tài)的提供最優(yōu)操作點，在約束變化的情況下動態(tài)安全地將過程保持在可行的最優(yōu)點是核心要求。這往往需要先進控制超出了復(fù)雜控制的能力。借助先進控制這個工具再依靠知識和經(jīng)驗這個問題可以優(yōu)雅地實現(xiàn)。過去很難或很繁雜的過程控制問題使用先進控制這個新工具后實現(xiàn)起來更容易和簡便，降低了實施難度擴展了實施隊伍。這聽起來如此矛盾是因為大家對多變量約束控制方案設(shè)計的實施成本和技術(shù)難度認識嚴重不足。解決多變量約束控制問題從來都不是一件容易的事情。
