運動控制器的發(fā)展現(xiàn)狀|發(fā)展趨勢

　　運動控制器是控制電動機的運行方式的專用控制器，比如電動機在由行程開關(guān)控制交流接觸器而實現(xiàn)電動機拖動物體向上運行達到指定位置后又向下運行，或者用時間繼電器控制電動機正反轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)一會停一會。

運動控制器的發(fā)展現(xiàn)狀

　　運動控制器越來越廣泛地應(yīng)用于各個行業(yè)的自動化設(shè)備，如數(shù)控機床、雕刻機、切割機、鉆孔機、印刷機、沖孔機、激光雕刻、激光切割、包裝機、紡織機、食品加工、繪圖機、點膠機、焊接機、電子裝配自動檢測等，甚至在航空航天和國防領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)所用的CPU不同，運動控制器產(chǎn)品主要有以下五種類型：

　　1、以單片機(MCU)為核心的運動控制器，低端采用8位或16位的單片機作為處理器，其主要優(yōu)點是價格比較低廉，缺點是運行速度較慢，控制精度較低。因此這種運動控制器適用于一些低速或運動控制精度要求不高的點位運動或輪廓運動控制的自動化設(shè)備。

　　2、以專用芯片為核心的運動控制器，美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的LM628和LM629專用運動控制芯片，日本的NOVA生產(chǎn)的MCX304、MCX501等運動控制芯片是專門為精密控制步進電機和伺服電機而設(shè)計的專用處理器，產(chǎn)品應(yīng)用于數(shù)控機床、雕刻機、工業(yè)機器人、醫(yī)用設(shè)備、繞線機、自動倉庫、繪圖儀、點膠機、IC制造設(shè)備等領(lǐng)域。

　　3、以數(shù)字信號處理器(DSP)為核心的運動控制器，美國DeltaTau公司生產(chǎn)的PMAC運動控制器，采用Motorola的DSP56003作為處理器。國內(nèi)的基于DSP的運動控制器，通常以美國TI公司推出的C2000系列。

　　4、基于SOPC技術(shù)的運動控制器，即可編程片上系統(tǒng)，這種運動控制器主要有兩種類型：基于FPGA嵌入IP硬核的SOPC系統(tǒng)和基于FPGA嵌入IP軟核的SOPC系統(tǒng)，如Altera公司推出的采用了哈佛結(jié)構(gòu)、具有32位指令集成的第二代片上可編程的軟核和硬核處理器。

　　5、多CPU的運動控制器，這種類型的運動控制器采用兩個及以上的CPU，例如采用ARM和FPGA的多CPU運動控制器、DSP和FPGA的多CPU運動控制器以及ARM+DSP+FPGA相結(jié)合的多CPU運動控制器。

　　目前運動控制器主要分為三大類：基于PC的運動控制器、嵌入式運動控制器和全軟件型運動控制器。

　　1、基于PC運動控制器，采用“PC+運動控制卡”的模式，運動控制卡配有API函數(shù)庫供用戶調(diào)用，用戶根據(jù)需求進行二次開發(fā)PC機界面系統(tǒng)，運動控制卡通過PCI總線、ISA總線、USB接口或網(wǎng)絡(luò)接口等與工控機或PC機進行連接。

　　2、嵌入式運動控制器，采用嵌入式處理器(ARM/DSP等)，該控制器是一種可以脫離PC機單獨運行的獨立型運動控制器。

　　3、全軟件型運動控制器，運動控制器的運動控制功能全部采用軟件算法實現(xiàn)，硬件電路實現(xiàn)工控機與伺服驅(qū)動和外部接口之間的連接。

運動控制器的發(fā)展趨勢

　　隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動化控制技術(shù)等技術(shù)的快速發(fā)展，運動控制器的發(fā)展與之相適應(yīng)，其發(fā)展趨勢向多軸化、網(wǎng)絡(luò)化、開放式、智能化、可重構(gòu)性等方向發(fā)展。

　　1、多軸化運動控制器，內(nèi)部存在PLC模塊與MC模塊，可以實現(xiàn)可控制的更高精度的工作，同時多軸化可以使其控制的內(nèi)容更加多。如今因其具有GX穩(wěn)定的運動控制系統(tǒng)，如今已廣泛的應(yīng)用于包裝、印刷、切割、數(shù)控機床、自動化倉庫等各種自動化控制領(lǐng)域中。

　　2、網(wǎng)絡(luò)化運動控制器，運動控制器的網(wǎng)絡(luò)化體現(xiàn)在兩個方面，一是運動控制器通過以太網(wǎng)技術(shù)與工控機或其它設(shè)備進行網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，另外，運動控制器通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)與驅(qū)動器或現(xiàn)場設(shè)備之間進行交互數(shù)據(jù)和通訊，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)如以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線協(xié)議等。

　　3、開放式結(jié)構(gòu)運動控制器，開放式運動控制器是新一代工業(yè)控制器，開放式結(jié)構(gòu)的運動控制器可以應(yīng)用于更加廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，根據(jù)行業(yè)特點進行上位機的開發(fā)，實現(xiàn)上位機與控制器之間的互連，同時，可以把不同廠家的部件集成在同一個平臺上實現(xiàn)無縫集成，從而降低開發(fā)成本。

　　4、智能化運動控制器，這種類型的控制器具備自適應(yīng)控制功能，例如根據(jù)載荷變化自適應(yīng)調(diào)整控制參數(shù)、自動選擇控制模型、自整定、設(shè)備故障自動檢測、自動診斷、自動修復(fù)等智能化功能。

　　5、可重構(gòu)型運動控制器，這種類型的運動控制器可根據(jù)用戶對控制器功能的實際需求分別從硬件和軟件方面進行快速重構(gòu)，運動控制器的硬件可重構(gòu)，根據(jù)用戶的實際需求對控制器的硬件結(jié)構(gòu)進行動態(tài)調(diào)整;運動控制器的軟件可重構(gòu)，根據(jù)用戶對控制器的功能模塊的實際需求采用模塊化方式進行增加、裁剪、修改和重構(gòu)。