上图是常见的，给下游装置用泵输送供料的流量控制的场景设计。前面是进料缓冲罐液位控制，泵后是流量控制。这是标准的单回路控制。如果用先进控制实现，则控制方案设计如下：
当没有约束时，两种控制方案是等价的。当FIC的设定值太高，超出了FV1的调节能力，则缓冲罐液位会失控逐渐降低。如果液位太低则存在汽蚀的风险。如果人为限制FIC的设定值高限，则可能损失部分产能。
可以考虑增加低液位与流量控制的超驰控制的基于PID的控制方案，如下所示：
这个方案如果用APC如何实现呢？变量和模型都不需要变化，只需要将液位控制设置成范围，上限是LIC的设定值，下限是LIC2的设定值，而且将LT这个CV设置成高优先级并进行最大化优化就能实现上述复杂控制方案。当LT在范围内时，PID控制器用FV控制FT在设定值，并用FV1将LT向范围上限优化。如果FT的设定值超过了FV1的最大流量，则LT在范围内浮动。如果FT的设定值持续超过FV1的最大流量，导致LT低于其范围下限，则高优先级生效，FV放弃对FT设定值的控制，全力保证LT在范围内。
如果上下限不合理导致LT失控，则是授权不充分或者设备限制，超出了APC的能力，PID控制器设计时不用考虑。
其实，还有一种重新配对的嵌套控制方案，如下所示。流量控制的生效需要LIC投自动，而且流量被控对象特性和液位的控制品质相关。尽管看起来是两个单回路，但是由于两个单回路利用了回路间的耦合关系，这是一种隐藏的复杂控制形式。这种嵌套控制回路已经是多变量的一种控制策略了。
这个方案如果用APC如何实现呢？变量和模型都不需要变化，只需要将LT这个CV设置成高优先级就能实现上述复杂控制方案。如何时候首先保证液位在设定值，如果有自由度则保证FT也在设定值，否则自动放弃流量控制。
当使用PID设计控制方案时，为了保证至简至优，会强调MV的从一而终。MV控制权的切换会增加方案的复杂性，但是收益有限。简单方案的适用范围是有限的。嵌套控制方案，无论是设计难度还是理解难度都很大。当使用APC进行控制时，变量和模型不变，仅仅通过控制要求和参数的不同就能适应变化的控制要求。
作者：冯少辉博士
