隨著過程工業日益走向大型化、集成化、連續化、復雜化，對過程控制的品質提出了更高的要求，控制的目標已不再局限于對某一個變量或幾個變量的平穩操作，而是越來越多地加入了以經濟效益為代表的其他控制要求，傳統的以單變量技術為基礎的控制技術已無法滿足這些需求。控制與經濟效益的矛盾日趨尖銳，迫切需要一類合適的先進過程控制策略。現代控制理論和人工智能幾十年來的發展，已為先進控制奠定了應用理論基礎，而控制計算機尤其是分散控制系統(DCS)的普及與提高，則為先進過程控制的應用提供了強有力的硬件和軟件平臺。為了克服目前DCS存在的“高能低用”運行狀態，國際上已經大量應用了先進控制技術(APC)和優化控制來提高效益，并有眾多公司推出了先進控制及商品化工程軟件包。國內有一些單位開始了先進控制和優化控制的工程化軟件包的研究與開發，也取得一些成果。目前，國家正在進行高新技術產業化的推行工作，而先進控制與過程優化工程化軟件是“工業過程自動化高技術產業化”的重要組成部分。
先進過程控制(APC)定義
先進過程控制(APC)是對那些不同于常規單回路控制，并具有比常規PID控制效果更好的控制策略的統稱，而非專指某種計算機控制算法。先進過程控制的任務非常明確，即用來處理那些常規控制效果不好，甚至無法控制的復雜工業過程控制的問題。APC可分三大類：經典的先進控制技術：變增益控制、時滯補償控制、解耦控制、選擇性控制等；現今流行的先進控制技術：模型預測控制(MPC)、統計質量控制(SQC)、內模控制(IMC)、自適控制、專家控制、神經控制器、模糊控制、最優控制等；發展中的先進控制：非線性控制以及魯棒控制等。目前，先進控制技術在流程工業中得到成功應用的是模型預測控制(MPC)。
先進過程控制(APC)的優點
在流程工業生產過程中，首先要求保證生產過程的穩定性。單回路PID控制是近七十多年來流程工業生產過程穩定操作的主要控制方法。然而，這種控制方法只是單變量的控制。對一些生產過程要求的多變量綜合控制、高品質控制等比較困難。
而模型預測控制方法，可實現高品質、高穩定的多變量控制。其生產過程的穩定性高，抗擾動能力強。一般而言模型控制方法與單回路PID控制相比，生產過程被控變量的方差可減少20%以上。方差降低，可使過程被控變量實現卡邊操作與控制，這樣就可實現節能、降耗和提高生產過程經濟效益的目的。另外，對單元操作或整個生產過程的控制，都可用多變量控制器來完成，使整個生產過程都處在穩定的工況下運行。
與單回路PID控制器相比，先進控制具有如下優點。
①能消除多個回路之間的相互影響，即具有解耦作用。
②可以分析目前多個回路的工況進行，從而對控制器內每一個回路的未來進行預測，根據預測的結果對回路進行優化調節。
③具有調節穩定的特點，即其魯棒性，根據對工況的分析特點，操作員可以設定每一個回路的調節上下限及調整的快慢。
先進控制是對被控對象(如反應器、分餾塔等)進行多變量控制而不是單回路控制，而且被控變量也在傳統的溫度、壓力、流量和液位四大參數的基礎上進行了拓展，增加了諸如產品質量指標和設備負荷等工藝生產所需要的變量，大大提高了整個裝置的穩定性，實現了產品質量的卡邊操作，為挖潛增效創造了條件。
④先進控制本質上集前饋(多變量模型預測)、反饋及優化于一體，通過減少關鍵工藝變量的波動，進而優化工藝裝置操作，實現卡邊控制。單回路控制一般是基于誤差的控制，其關注對單個點的控制，或基于單回路調節的復雜回路控制，例如比值控制、串級控制、前饋控制、均勻控制、分程控制等；先進控制是基于模型的多變量控制，其關注的往往是對一組工藝變量或一段工藝過程的整體控制，并在穩定控制的前提下，利用預定的、有效的操作手段，依據內置的線性或非線性規劃優化算法的結果，將工藝過程推向優化操作點，并穩定在優化操作點。
⑤常規單回路控制器是基于偏差的反饋控制，而以模型預測控制為核心的APC則在反饋控制的基礎上，將過程模型作為控制器的內部模型，提高了控制器的信息利用率，從而大大提高控制系統的控制品質。
⑥與單回路控制器相比，APC更適合于處理過程的大滯后、強耦合特性、并能有效地解決過程可測干擾，從而使控制系統具有更強的適應能力和魯棒性。
⑦與單回路控制器相比，APC策略采用多變量優化算法，適合處理多層次、多目標和多約束控制問題，可以更方便地將過程經濟指標與過程控制相結合。
