Nach den Grundbegriffen der Regelungstechnik (Blockschaltbild, Führungs- und Störverhalten) werden die einschleifigen Regelungen erweitert (Störgrößenaufschaltung, Kaskadenregelung, Verhältnisregelung, usw.), um z. B. Störungen effektiver zu kompensieren. Es wird gezeigt, wie diese Strukturen in Rohrleitungs- und Instrumentierungsfließbildern darstellbar sind. Die in der Praxis üblichen Regelungsstrukturen für typische Operationen in der Verfahrenstechnik (Pumpen, Verdichter, Wärmetauscher, Rektifikation und chemische Reaktoren) werden mittels R&I-Fließbildern gezeigt. Typische Prozesse (Behälterfüllen, Mischprozess, Transportprozess, Wärmeübertrager, chemische Reaktion, Destillationskolonne) werden mit deren (Näherungs-)Modellen vorgestellt. Diese Prozesse werden mit Kennwerten (Proportionalbeiwert und Zeitkonstante) aus Sprungantworten charakterisiert. In Kenntnis dieser Werte werden PID-Regler entworfen und deren Parameter mit Faustformeln optimal eingestellt. Die klassische PID-Regelung wird erweitert, um den unterschiedlichen Anforderungen an Führungs- und Störverhalten gerecht zu werden. Immer häufiger werden die Sollwerte der Basisregelungen von APC-Modulen (Advanced Process Control) optimiert. Als bekannteste Vertreterin dieser Methoden wird die prädiktive (vorausschauende) Regelung vorgestellt, mit deren Hilfe Mehrgrößenprozesse (wie Rektifikationskolonnen) unter Beschränkungen (wie Kühlleistung) mit Regelgrößenentkopplung und nach einem Optimierungskriterium betrieben werden können. Simulationen, Methodenvergleiche, Fallbeispiele und Realisierungen in einem Prozessleitsystem illustrieren die vorgestellten Verfahren.