La Refinería de Basora, Iraq, al igual que otras refinerías, está sujeta a varias limitaciones industriales. Por lo tanto, el principal desafío es optimizar los parámetros del controlador de nivel de los tanques de la unidad de proceso. En este documento, se diseña un controlador PI para estos procesos importantes en la Refinería de Basora, que es un tambor separador (D5204). Además, la mejora del controlador PI se logra bajo varias limitaciones, como la tasa de flujo de líquido de entrada al tanque (m2) y la apertura de la válvula en yi%, utilizando dos técnicas diferentes: la primera se realiza utilizando un sintonizador automático PID de bucle cerrado que se basa en un estimador del sistema de frecuencia, y la otra es a través del enfoque de aprendizaje por refuerzo (RL). RL se emplea a través de dos enfoques: el primero es calcular los parámetros PI óptimos como un sintonizador fuera de línea, y el segundo es utilizar RL como un sintonizador en línea para optimizar los parámetros PI. En este caso, el sistema RL funciona como un controlador similar a PI de RD5204. El modelo matemático del sistema RD5204 se deriva y se simula utilizando MATLAB. Se diseñan varios experimentos para validar el controlador propuesto. Además, se evalúa el rendimiento del sistema propuesto bajo varias limitaciones industriales, como perturbaciones y ruido, en las cuales los resultados indican que RL como un sintonizador para los parámetros del controlador PI es superior a otros métodos. Además, el uso de RL como un controlador similar a PI aumenta la robustez del controlador frente a la incertidumbre y las perturbaciones.