對中藥制藥各主要工段的先進控制策略的應用進行分析：
(1)中藥提取工段
中藥提取工段的主要控制是溫浸動態提取，主回路對不銹鋼提取罐的控制是溫度控制。中藥制藥過程具有時變性、強耦合、非線性和大時滯等特點，傳統控制方法難以生產工藝的需要，在中藥制藥過程中實施先進控制技術具有重要意義。先進控制是常規控制的有力支持和補充，它通常是基于實時數據庫在MES層上實現的，先進控制以數據校正為前提，利用各種智能算法和工具基于數學模型或基于數據驅動開發控制應用軟件。中藥制藥生產過程裝置級的控制應用，分為三個層次。各層主要功能如下：
①常規控制：常規控制體現在中藥生產各工段的基礎自動化實施方面，主要實現過程變量的數據采集、處理和控制。常規控制主要包括PID控制、串級控制、均勻控制、比值控制等常規控制手段。常規控制處于裝置級控制系統的底部，是實施先進控制策略的基礎。
②先進過程控制：中藥制藥過程單元中，變量之間的關系經常是多輸入、多輸出的關系，某個調節手段會同時影響到多個被控指標，而一個被控指標可能又會受到多個調節一手段的影響，如雙效濃縮過程控制，實際是建立一個動態平衡的過程，變量之間的解耦經常需要由操作人員來完成。先進控制層在常規控制層的基礎上，利用實時數據庫處理的信息，對各控制回路進行實時優化協調。目前，根據不同類型的控制需求，預測控制、推斷控制、自適應控制、解耦控制、智能控制等先進控制算法已經應用并取得良好的效果。
③閉環實時優化：閉環實時優化是以各工段組成的整個生產流程作為廣義對象，是建立在整個生產過程控制流程基礎之上的，綜合考慮質量指標、經濟性能指標及操作條件的變化，尋求整個生產系統的最優。實時優化的穩態模型通常依據工廠的基礎數據和化驗室數據建立模型得到，包括以過程運行參數為最優的優化運行模型和以生產經濟效益為最優的經濟優化模型。實時優化方案動態下達給先進過程控制層，先進過程控制層再根據各工段的設置目標動態調整控制參數。閉環實時優化克服了離線優化與現場操作條件存在時滯不能很好指導生產過程的缺點，又不局限于單獨工段、裝置的最優化，從整個生產流程的整體上實現最優化，是目前中藥制藥生產過程控制追或的最高目標。
以溫浸動態提取的模糊PID控制為例來說明過程優化與先進控制在一個工段中的實施流程。控制器在仿真過程中是假設的藥液沸點不變的情況下，通過實施模糊PID控制保持藥液溫度在接近于沸點的溫度以達到溫浸動態提取的目的。但在實際提取過程中，藥液的沸點是隨著提取罐壓力、藥液濃度等因素波動的，因此在實際工程應用中要考慮藥液沸點估計及操作條件穩態優化這一過程，通過提取過程中的數據對沸點進行穩態建模，在完成參數估計后，收集與當前生產過程約束相關的信息、控制狀態的數據、能源成本、操作成本等，然后通過優化軟件計算最優設定值，并對工藝條件進行優化，實時更新操作條件以及溫度控制目標值，然后傳達給控制器對提取過程進行控制。
(2)中藥雙效濃縮工段
中藥濃縮工段采取雙效濃縮蒸發器來濃縮藥液，藥液濃度是最關鍵的質量變量，要求控制在一個很小的范圍，操作變量是加熱蒸汽量和料液進料量和出料一量，同時影響濃度和液位，是一個典型的多輸入多輸出(MIMO)系統，常規控制方案是采用單回路控制器來分別對不銹鋼濃縮罐液位和濃度進行控制，但由于兩個回路相互耦合，破壞蒸發器的動態平衡，控制效果不理想。在設備運行過程中存在進料量和出料量的變化，所以很難通過調整PID控制器參數來滿足所有的工況條件獲得理想控制效果，過調會導致流量回路動作頻繁，給下游設備帶來額外干擾，因此PID液位控制器通常處于欠調狀態允許液位在一定范圍內波動，以減小出料量變化。然而，欠調的PID不能及時抑制大擾動，這就可能引起生產的安全問題。另外，液位的波動也會破壞生產過程的穩定，使得產量下降。針對這一控制難點，目前比較適合蒸發器的平衡控制的先進控制方法有無模型自適應控制，CyberSoft公司推出的無模型控制器軟件已經成功應用于雙效蒸發器的控制中。
(3)中藥噴霧干燥工段。
中藥噴霧干燥工段要求產品的含水量必須在給料濃度、給料速率、進風溫度等其他條件改變時也保持在一定的允許范圍之內，要求控制系統具有良好的設定跟蹤、擾動響應時間和魯棒性，由于干燥塔動態模型的多變量和非線性等特點，在實際應用中難以達到穩定的狀態，產品的含水量和溫度也始終難以控制在設定值。采用模型預測控制能有效解決上述問題。軟測量技術的發展使在線含水率測定成為可能，通過對噴霧干燥產品的含水量的軟測量，并選擇進料量的反饋、大氣濕度的前饋、料液密度和進口濕度，干燥空氣出口溫度等參數的測控來實現對產品含水量的控制。
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