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早期的简单控制由于受经典控制理论和常规仪表的制约，难于解决生产过程控制中的系统耦合、非线性和时变性等问题，随着企业对过程控制高柔性和高效益的要求，简单控制系统较难适应生产过程控制的要求，先进控制正受到过程工业界的普遍关注。先进过程控制指在动态环境下，基于模型、充分借助计算机能力，为工厂获得最大利润而实施的一类运行和技术策略。这种先进过程控制策略的实施，能使工厂运行在最佳工况。先进过程控制的控制策略包括模型预测控制、时滞补偿控制、多变量预测控制、解耦控制、统计质量控制、自适应控制、推断控制及软测量技术、优化控制、智能控制（专家控制、模糊控制、神经网络控制等）、鲁棒控制等，尤其以智能控制作为开发、研究和应用的热点，备受关注。
过程优化正受到过程工业界的普遍关注，通常，连续过程工业生产中上游装置的部分产品是下游装置的原料，整个生产过程存在装置间的物流分配、物料平衡、能量平衡等一系列问题。生产过程优化是在各种约束条件下，寻求目标函数最优值时生产过程变量的设定值，借助过程优化可使整个生产过程获得很大的经济和社会效益。过程优化主要寻找最佳工艺操作参数的设定值，使生产过程获得最大经济效益，这也称为稳态优化。稳态优化是采用静态模型进行离线或在线优化计算的。离线优化是在约束条件下采用各种建模优化方法寻求最优工艺操作参数，提供操作指导。在线优化是周期进行模型计算、模型修正和参数寻优，并将参数值直接送到控制器作为设定值。为获得稳态最优，要求系统工作在一种保守程度较小的特定工况下，一旦偏离该工况，各项指标会明显变差，操作难度增加，并导致生产不安全。随着对稳态优化的深入研究，直接影响过程动态品质的最优动态控制也显示出其重要性。由于生产过程的复杂性，通常，生产过程的优化解并不一定是全局的最优解，但应是在约束条件下的满意解。为此，可以在进行工艺设计的同时，考虑控制方案的实施和控制效果，消除可能导致控制失效的制约因素，使工艺和控制结合。
综合自动化控制系统以生产过程的整体优化为目标，以计算机为主要技术工具，以生产过程的管理和控制的自动化为主要内容，是由生产计划和调度、操作优化、先进控制和基层控制等内容组成的递阶控制系统，又称计算机集成过程控制系统（CIMS）。在DCS和FCS的基础上，采用先进的控制策略，同时兼顾生产过程控制任务和企业管理任务，构成计算机集成控制系统（CIPS），可实现低成本综合自动化系统的方向发展。综合自动化是当代工业自动化的主要潮流，计算机集成制造系统在连续工业中的具体体现就是综合自动化。综合自动化是在计算机通信网络和分布式数据库的支持下，实现信息和功能的集成的，把控制、优化、调度、管理、经营、决策等集成在一起，最终形成一个能适应生产环境的不确定性、市场需求的多变性、全局优化的高质量、高效益、高柔性的智能生产系统。以企业整体优化为目标（包括市场营销、生产计划调度、原材料选择、产品分配、成本管理及工艺过程的控制、优化和管理等），以计算机及网络为主要技术工具，以生产过程的管理与控制为主要内容，将过去传统自动化的“孤岛”模式集成为一个有机整体，而网络技术、数据库技术、分布式控制、先进过程控制策略、智能控制等则是实现新型过程控制的重要基础。
自动化装置将采用全数字、智能的、具有双向通信功能的现场总线智能仪表，现场总线是开放式的互联网络，是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。它的特点是可靠性高、维护性好、抗扰性强、精度高、安装费用低等，而且具有良好的互操作性、彻底的分散控制和丰富的检测、控制和运算功能。Internet 和Intranet在综合自动化系统中发挥重要作用，普及应用具有智能I/O模块、功能强、可靠性高的可编程控制器（PLC），广泛使用智能化调节器，采用以位总线（Bitbus）、现场总线（Fieldbus）技术等先进网络通讯技术为基础的新型DCS和FCS控制系统。在工业生产过程中，及时应用互联网平台能够为实际生产提供更多机会。随着我国网络信息技术的不断发展，互联网平台能够为工业生产提供更多帮助。比如依靠互联网信息技术及时反馈生产过程中的各项数据信息，利用自动化仪表有效降低生产过程中的劳动强度，但却能在原有生产效率基础上达到进一步提高生产效率、生产质量的目的。从发展趋势可以看出，未来工业生产过程中，需要使用互联网平台的几率只会越来越多，而不会越来越少。
智能控制是一种无需人的干预就能够自主驱动智能机器实现其目标的过程，也是用机器模拟人类智能的又一重要领域。智能控制系统的类型主要包括分级梯阶智能控制系统、模糊控制系统、专家控制系统、学习控制系统、人工神经网络控制系统和基于规则的仿人工智能控制系统等。经济的快速发展和科技的不断进步，决定了各个产业的发展都逐渐朝着自动化、智能化的方向发展，智能管控、智能设计、智能生产、智能统计等许多智能化应用领域。过程设备是各个生产领域生产制造管理控制的重点，控制系统的智能化更是各领域智能化发展的核心内容，所以过程装备与控制工程未来的发展离不开智能化发展。对比传统的手工生产业和制造业，智能化系统能够提高生产效率，降低生产成本，提高生产过程的安全性。各行各业的生产过程都需要自动控制技术，自动控制技术是安全可靠生产及过程装备高效运行的保障。智能化发展的核心要点是优化自动控制过程，实现远程的自动监测、诊断、维修的管控过程，同时自动人机交互，利用大数据库实现资源、数据共享。化工、机械、食品等生产加工产业应用智能化控制系统不仅可以提高生产加工的能力，提高生产效率，降低时间、场地及人工成本。军事领域、航空航天等高科技领域应用智能化控制系统，可以提升精确定位的能力及精准识别能力。智能化发展已经成为过程装备与控制工程专业未来发展的一个大趋势，将过程装备、控制工程的理论与机械设备操作相结合，通过智能化媒介来完成生产，能够降低生产加工过程的安全隐患，大大提升人身、财产安全，同时提高生产的经济效益及稳定运行，智能化发展将会广泛应用。
工业生产过程中，各项操作进行虚拟化处理，无须人力参与操作，可完全通过计算机达到操作目的。在充分实现虚拟化操作后，可有效提高化工生产的效率，及时整理、反馈生产过程中的相关数据，保证相应工作人员能够及时发现生产过程中存在的问题，有效保证生产质量。建立过程安全仿真系统对工业生产中的动态模拟和实物仿真模拟及计算机模拟等技术工艺的信息采集进行综合性分析，建立更明确和专业的安全仿真综合体系，从而实现全过程动态模拟技术，制定与验证安全技术操作流程及监控实施的可行性方案，并对相关人员的安全技能和操作能力进行培训。由于仿真平台的基本用途与拓展范围较广，在硬件结构设计中采取分布式的方法，能将多台计算机及高端服务器等专业设备利用网络连接组成安全体系。其主要内容包含控制系统、信息数据的采集站点及现场信号捕捉站点等仿真体系，主要由数字化信息控制站或仿真分散的控制系统等部件组合而成。建设生产过程安全控制仿真体系软件平台中心的系统就是电脑微软操作系统，该系统能支持所选全部商品转为核心软件操作运行。在化工生产软件中，可以置入动态性仿真软件、事情的触发软件及记录事情的软件和对危险状态进行识别的软件等，在信息管理中进行及时切换。通过构建完善的安全方案系统，可以全方位模拟事故发生与危险状态的过程，并完善与验证操作实施的基本方案与突发情况的处理预案，应用于实际安全操作仿真训练，从而有效提高工作人员安全操作水平和事故突发情况处理能力。总之，过程控制在石油、化工、冶金、航天、电力、纺织、印刷、医药、食品等众多工业领域中得到广泛的应用。过程控制系统将会随着计算机软硬件技术、控制技术和通讯技术的进一步发展而得到更大的发展，并深入生产的各部门。