運動控制器的應用現狀及其發展趨勢探析

摘要：隨著經濟社會的不斷發展，工業自動化技術在各行各業的應用也越來越廣泛。本文以三種主要形式的運動控制器的應用現狀作為切入點，并結合運動控制器的應用特點和應用渠道從模塊化、開放化、穩定性和自動化等方面對運動控制器的發展趨勢進行了介紹和分析，供相關從業人員參考。

關鍵詞：運動控制器;應用現狀;發展趨勢

引言：通常來說，運動控制器是指使用電動源或熱力源實現對電動機的運動方向的控制裝置，在工業自動化領域當中具有重要作用。利用運動控制器對機電設備進行有效控制，一方面能夠提高機電設備的工作效率和工作質量，另一方面降低了一線技術人員的工作壓力，保障了工業領域的不斷發展和進步。

一、運動控制器的應用現狀

由于運動控制器是機電一體化領域最為重要的機械部件之一，在工業領域當中有十分關鍵的應用作用。因此利用處理器類型對運動控制器進行有效分類能夠使運動控制器的應用更加精細，保障工業機電設備的運轉效率。

（一）單片機處理器

單片機是一種較為簡單的集成電路芯片，具有“麻雀雖小五臟俱全”的特點。利用單片機作為運動控制器的中央處理器，使用成本和難度較低，對使用環境和人員素質要求不高。然而具有運行速度慢和精準度較差的缺陷，常常用于控制對精準度需求較低的機電自動化設備當中，例如食品加工設備、印刷設備、包裝設備等等。

（二）專用芯片處理器

這里指的專用芯片是ASIC芯片，轉發性能較高，應用速度較快，工作環境較為穩定，適合用于較為專業的機電設備當中，可靠性較好[1]。常見的ASIC芯片包括LM系列運動芯片、MCX系列芯片等等，在數控機床、機器人、焊接機、激光雕刻等領域都具有較為廣泛的運用。然而ASIC處理器也存在插補功能較差、無法實現對運動結果的有效預測、信號輸出較為單一等缺陷，因此在一些精密儀器領域仍然存在著應用短板。

（三）數字信號處理器

數字信號處理器又稱為DSP處理器，依托PC端作為數據信息的處理端口，將運動控制器匯入到PC機當中，在各個類型的運動控制器當中，擁有信息處理能力最強、模塊化程度最高、拓展性最高的特點，能夠滿足現代工業領域精密加工機電設備的運動控制需求。其輸出的數字信號通用性能較高，能夠利用計算機進行有效識別和控制，對控制工作較為友好。然而利用數字信號處理器作為運動控制器的中央處理芯片，就必須配置PC機對運動控制器的數字信號進行處理，占地面積較大，無法實現運動控制器的獨立運行。另外，在數字處理器工作過程當中，還具有運行成本高、對工作環境要求高等缺陷，不利于數字處理器運行效率的進一步提升。

較為典型的以數字信號處理器為核心的運動控制器當中包括PMAC運動控制器、C2000系列控制器等，常常應用在電子組裝、半導體設備的生產和制造、精密機械儀器的生產當中。

二、運動控制器的發展趨勢

（一）模塊化

傳統運動控制器的生產和發展過程當中，拓展性能較低，用戶無法根據自己的實際需求對運動控制器的各個功能模塊實現更換和拓展，只能從硬件方面入手進行調整，導致在應用過程當中的成本過高，運行環境受到嚴重限制。運動控制器的設計和技術人員應當針對控制器的模塊化發展進行深入研究，從控制器當中的硬件和軟件兩個方面同時入手，使用戶能夠自行根據機電設備的工作需求對運動控制器進行調整，一方面提高機電設備的工作效率，另一方面降低了運動控制器的使用成本，實現機電自動化領域的進一步發展。

此外，實現運動控制器的模塊化發展，還能有效推動拓展程序和硬件的研發，使運動控制器的控制功能與控制質量實現不斷進步，保障運動控制器的周邊生態更加健康，為工業自動化領域做出應有的貢獻。

（二）開放化

目前，各個廠家所生產的運動控制器與配件仍然存在著兼容性較差的問題，用戶在使用控制器的過程當中還要對其配置的上位機進行采購和使用，既對原有的自動化控制設備資源造成了浪費，也不利于各廠商之間的技術交流與合作，對國產運動控制器的應用范圍形成了一定程度的阻礙。此外，在針對不同類型的運動控制器進行開發和設計的過程當中，也沒有形成一個較為規范和一致的設計標準，導致運動控制器的技術發展受到限制。設計人員應當與各個控制器生產廠家進行溝通，使運動控制器實現真正意義上的開放應用，不斷改善運動控制器的運行兼容性，使其能夠滿足不同設備和平臺的運行要求，一方面有效降低了用戶對于運動控制器的使用成本，另一方面還能保障運動控制器的運行穩定性，實現工業自動化領域平臺的進一步開放。

（三）可靠性

由于運動控制器的應用領域極為廣泛，因此需要面對的工作環境也各不相同。傳統的運動控制器由于中央處理器各有不同，因此可靠性存在一定的差異。由單片機作為處理器的運動控制器能夠適應較為惡劣的工作狀態，而專業芯片或數字信號處理器的運動控制器對工作環境則要求較高[2]。相關技術人員應當提高對控制器工作可靠性的重視程度，對運動控制器可能會面臨的工作環境進行測試，使其能夠滿足各種環境下的機電設備工作要求，不斷提升運動控制器的可靠性和穩定性，保障機電設備正常運轉。

（四）自動化

自動化控制功能是未來運動控制器最為重要的發展趨勢之一。在傳統運動控制器的應用和運行過程當中，對技術人員的依賴性較高，無法實現對運行模式的自動化調整和運行故障的自動診斷與修復。設計人員在針對運動控制器進行設計的過程當中，應當引入自動化控制理念，使運動控制器能夠自動根據工作當中的實際情況進行調整和優化，對可能存在的安全風險和隱患進行及時解決，保障運動控制器功能的不斷完善，促進機電自動化工作的進一步發展。

結論：總而言之，在當今社會的工業領域當中，運動控制器作為機電設備當中的重要元素和部件之一，在衣食住行等各個領域都發揮著關鍵性作用。相關技術人員應當摸清運動控制器在智能信息化時代的發展脈絡，從模塊化、開放化、可靠性和自動化四個方面對運動控制器實現有效的優化和發展。

參考文獻：

[1]李文.基于運動控制器的數控車床模擬主軸系統[J].機械制造，2020，58（09）：59-61+64.

[2]陳小飛，謝政華，汪昌來.ARM主控芯片的通用型運動控制器硬件設計[J].單片機與嵌入式系統應用，2019，19（12）：69-71.

作者簡介：劉童越;男;1985.4;遼寧省沈陽市 ;漢;大學本科;講師;機電設備控制。