生产过程是指物料经过若干加工步骤而成为产品的过程，该过程中通常会发生物理化学反应、生物化学反应、物质能量的转换与传递等，或者说生产过程是表现物流变化的过程。伴随物流变化的信息包括体现物流性质（物理特性和化学成分）的信息和操作条件（温度、压力、流量、液位等）的信息。生产过程的总目标应该是在可能获得的原料和能源条件下，以最经济的途径将原料加工成预期的合格产品。为了达到该目标，必须对生产过程进行监视与控制。

工业自动化涉及的范围非常宽广，过程控制是其中最重要的一个分支。过程控制一般是指连续或按一定周期进行的工业生产过程的自动控制，它涉及许多工业部门，如电力、石油、化工、冶金、炼焦、造纸、建材、轻工、纺织、陶瓷及食品等。因而，过程控制在国民经济中占有重要的地位。早期的过程控制主要针对六大参数，即温度、压力、流量、液位（或物位）、成分和物性等的控制问题。但20世纪90年代以后，随着工业和相关科学技术的发展，过程控制已经发展到多变量控制，控制的目标也不再局限于传统的六大参数，尤其是复杂工业控制系统，它们往往把生产中最关心的产品质量、生产效益、能量消耗、废物排放等综合参数作为控制指标来进行控制。

为了实现过程控制，以控制理论和生产要求为依据，采用模拟仪表、数字仪表或计算机等构成的控制总体，称为过程控制系统。其控制目标是人们对品质、效益、环境和能耗的总体要求。

工业生产对过程控制的要求是多方面的，最终可以归纳为安全性、稳定性和经济性。

1）安全性

安全性是指在整个工业生产过程中，确保设备和人身的安全，这是最重要的也是最基本的要求。在过程控制系统中通常采用参数越限报警、事故报警和联锁保护等措施来保证生产过程的安全。随着工业生产过程向着高度连续化、大型化、多参数的趋势发展，安全性被提到了更高的高度。为此，针对控制系统本身可能发生的故障，可采用在线故障预测与诊断、容错控制等措施来进一步提高生产过程的安全性。

另外，随着环境污染日趋严重，生态平衡屡遭破坏，现代企业必须将国家制定的环境保护法视为生产安全性的重要组成部分，控制三废（废气、废水、废渣）排放指标在允许范围内，确保环境的安全。

2）稳定性(www.daowen.com)

稳定性指的是系统抑制外部扰动，保持生产过程长期稳定运行的能力。不断变化的工业运行环境、原料成分的变化、能源系统的波动等均有可能影响生产过程的稳定运行。存在外部扰动时，过程控制系统应该使生产过程参数与状态产生的变化尽可能小，以消除或减小外部扰动可能造成的不良影响。

3）经济性

在满足以上两个基本要求的基础上，低成本、高效益是对过程控制的另一个要求。为了满足这个要求，不仅需要对过程控制系统进行优化设计，还需要实现管控一体化，即以经济效益为目标的整体优化。

因此，过程控制的任务是在充分了解、掌握生产过程的工艺流程和动、稳态特性的基础上，根据上述3项要求，应用理论对控制系统进行分析与综合，以生产过程中表现出来的各种状态信息作为被控变量，选用适宜的技术手段，实现生产过程的控制目标。

需要指出的是，随着生产的发展，安全性、稳定性和经济性的具体内容也在不断改变，要求也越来越高。为适应当前生产对控制的要求越来越高的趋势，必须充分注意现代控制技术在工业生产过程中的应用。其中，过程对象建模的研究和新型控制算法的研究对推动现代控制技术进步起着重要的作用，因为现代控制技术的应用在很大程度上取决于对过程稳态和动态特性认识的深度。因此可以说，过程控制是控制理论、工艺知识、计算机技术、仿真技术和仪器仪表等知识相结合而构成的一门应用科学。

工业生产过程通常分为连续过程、间隙过程和离散过程。连续过程是指整个生产过程是连续不间断进行的，一方面原料连续供应；另一方面产品源源不断地输出。例如，电力工业中电能的生产，石油工业中汽油等石化产品的生产等。至于间歇过程，无论其原料还是产品都是一批一批地加入或输出，所以又称为批量生产。例如，食品、酿造中的发酵，某些制药企业的微生物培养，油脂企业的酯化等。间歇过程的特点是中转环节多、切换频繁，也就是在生产过程中需要不断地切换操作，而且利用同一个装置可生产出多种产品。所以，间歇过程的控制不仅需要不同的控制策略，也需要一系列逻辑操作工序来加以保证。离散过程是将不同的现成元器件及子系统装配加工成较大型系统，如电脑、汽车及工业用品制造等。过程控制中连续过程所占的比重最大，涉及石油、化工、冶金、电力、轻工、纺织、制药、建材和食品等工业部门。本书主要讨论连续过程的控制。