设计化学反应器的自控方案时，一般要从质量指标、物料平衡、约束条件三方面加以考虑。
1.质量指标
化学反应器的质量指标一般指反应的转化率或反应生成物的规定浓度。显然，它们应当是被控变量。如果它们不能直接测量，就只能选取几个相关的参数，经过运算去间接控制。如聚合釜出口温差与转化率的关系为[attach]53706[/attach]
也有用出料浓度作为被控变量的，如焙烧硫铁矿或尾砂，取出口气体中的SO2含量作为被控变量。但是就目前情况，在成分仪表尚属薄弱环节的条件下，通常是采用温度作为质量的间接控制指标构成各种控制系统，必要时再辅以压力和处理量(流量)等控制系统，即可保证反应器的正常操作。
以温度、压力等工艺变量作为间接控制指标，有时并不能保证质量稳定。当在干扰作用时，转化率和反应生成物组分等仍会受到影响。特别是在有些反应中，温度、压力等工艺变量和生成物组分之间不完全是单值对应关系，这就需要不断地根据工况变化去改变温度控制系统中的给定值。在有催化剂的反应器中，由于催化剂的活性变化，温度给定值也要随之改变。
2.物料平衡
为使反应正常，转化率高，要求维持进入反应器的各种物料量恒定，配比符合要求。为此，在进入反应器前，往往采用流量定值控制或比值控制。另外，在有一部分物料循环的反应系统中，为保持原料的浓度和物料平衡，需另设辅助控制系统。如氨合成过程中的惰性气体自动排放系统。
3.约束条件
对于某些反应器，要注意防止工艺变量进入危险区或不正常工况。例如，在不少催化接触反应中，温度过高或进料中某些杂质含量过高，将会损坏催化剂;在流化床反应器中，流体速度过高，会将固相吹走，而流速过低，又会让固相沉降等。为此，应当配备一些报警、联锁装置或取代控制系统。