运动控制器的应用现状及其发展趋势探析

摘要：随着经济社会的不断发展，工业自动化技术在各行各业的应用也越来越广泛。本文以三种主要形式的运动控制器的应用现状作为切入点，并结合运动控制器的应用特点和应用渠道从模块化、开放化、稳定性和自动化等方面对运动控制器的发展趋势进行了介绍和分析，供相关从业人员参考。

关键词：运动控制器;应用现状;发展趋势

引言：通常来说，运动控制器是指使用电动源或热力源实现对电动机的运动方向的控制装置，在工业自动化领域当中具有重要作用。利用运动控制器对机电设备进行有效控制，一方面能够提高机电设备的工作效率和工作质量，另一方面降低了一线技术人员的工作压力，保障了工业领域的不断发展和进步。

一、运动控制器的应用现状

由于运动控制器是机电一体化领域最为重要的机械部件之一，在工业领域当中有十分关键的应用作用。因此利用处理器类型对运动控制器进行有效分类能够使运动控制器的应用更加精细，保障工业机电设备的运转效率。

（一）单片机处理器

单片机是一种较为简单的集成电路芯片，具有“麻雀虽小五脏俱全”的特点。利用单片机作为运动控制器的中央处理器，使用成本和难度较低，对使用环境和人员素质要求不高。然而具有运行速度慢和精准度较差的缺陷，常常用于控制对精准度需求较低的机电自动化设备当中，例如食品加工设备、印刷设备、包装设备等等。

（二）专用芯片处理器

这里指的专用芯片是ASIC芯片，转发性能较高，应用速度较快，工作环境较为稳定，适合用于较为专业的机电设备当中，可靠性较好[1]。常见的ASIC芯片包括LM系列运动芯片、MCX系列芯片等等，在数控机床、机器人、焊接机、激光雕刻等领域都具有较为广泛的运用。然而ASIC处理器也存在插补功能较差、无法实现对运动结果的有效预测、信号输出较为单一等缺陷，因此在一些精密仪器领域仍然存在着应用短板。

（三）数字信号处理器

数字信号处理器又称为DSP处理器，依托PC端作为数据信息的处理端口，将运动控制器汇入到PC机当中，在各个类型的运动控制器当中，拥有信息处理能力最强、模块化程度最高、拓展性最高的特点，能够满足现代工业领域精密加工机电设备的运动控制需求。其输出的数字信号通用性能较高，能够利用计算机进行有效识别和控制，对控制工作较为友好。然而利用数字信号处理器作为运动控制器的中央处理芯片，就必须配置PC机对运动控制器的数字信号进行处理，占地面积较大，无法实现运动控制器的独立运行。另外，在数字处理器工作过程当中，还具有运行成本高、对工作环境要求高等缺陷，不利于数字处理器运行效率的进一步提升。

较为典型的以数字信号处理器为核心的运动控制器当中包括PMAC运动控制器、C2000系列控制器等，常常应用在电子组装、半导体设备的生产和制造、精密机械仪器的生产当中。

二、运动控制器的发展趋势

（一）模块化

传统运动控制器的生产和发展过程当中，拓展性能较低，用户无法根据自己的实际需求对运动控制器的各个功能模块实现更换和拓展，只能从硬件方面入手进行调整，导致在应用过程当中的成本过高，运行环境受到严重限制。运动控制器的设计和技术人员应当针对控制器的模块化发展进行深入研究，从控制器当中的硬件和软件两个方面同时入手，使用户能够自行根据机电设备的工作需求对运动控制器进行调整，一方面提高机电设备的工作效率，另一方面降低了运动控制器的使用成本，实现机电自动化领域的进一步发展。

此外，实现运动控制器的模块化发展，还能有效推动拓展程序和硬件的研发，使运动控制器的控制功能与控制质量实现不断进步，保障运动控制器的周边生态更加健康，为工业自动化领域做出应有的贡献。

（二）开放化

目前，各个厂家所生产的运动控制器与配件仍然存在着兼容性较差的问题，用户在使用控制器的过程当中还要对其配置的上位机进行采购和使用，既对原有的自动化控制设备资源造成了浪费，也不利于各厂商之间的技术交流与合作，对国产运动控制器的应用范围形成了一定程度的阻碍。此外，在针对不同类型的运动控制器进行开发和设计的过程当中，也没有形成一个较为规范和一致的设计标准，导致运动控制器的技术发展受到限制。设计人员应当与各个控制器生产厂家进行沟通，使运动控制器实现真正意义上的开放应用，不断改善运动控制器的运行兼容性，使其能够满足不同设备和平台的运行要求，一方面有效降低了用户对于运动控制器的使用成本，另一方面还能保障运动控制器的运行稳定性，实现工业自动化领域平台的进一步开放。

（三）可靠性

由于运动控制器的应用领域极为广泛，因此需要面对的工作环境也各不相同。传统的运动控制器由于中央处理器各有不同，因此可靠性存在一定的差异。由单片机作为处理器的运动控制器能够适应较为恶劣的工作状态，而专业芯片或数字信号处理器的运动控制器对工作环境则要求较高[2]。相关技术人员应当提高对控制器工作可靠性的重视程度，对运动控制器可能会面临的工作环境进行测试，使其能够满足各种环境下的机电设备工作要求，不断提升运动控制器的可靠性和稳定性，保障机电设备正常运转。

（四）自动化

自动化控制功能是未来运动控制器最为重要的发展趋势之一。在传统运动控制器的应用和运行过程当中，对技术人员的依赖性较高，无法实现对运行模式的自动化调整和运行故障的自动诊断与修复。设计人员在针对运动控制器进行设计的过程当中，应当引入自动化控制理念，使运动控制器能够自动根据工作当中的实际情况进行调整和优化，对可能存在的安全风险和隐患进行及时解决，保障运动控制器功能的不断完善，促进机电自动化工作的进一步发展。

结论：总而言之，在当今社会的工业领域当中，运动控制器作为机电设备当中的重要元素和部件之一，在衣食住行等各个领域都发挥着关键性作用。相关技术人员应当摸清运动控制器在智能信息化时代的发展脉络，从模块化、開放化、可靠性和自动化四个方面对运动控制器实现有效的优化和发展。

参考文献：

[1]李文.基于运动控制器的数控车床模拟主轴系统[J].机械制造，2020，58（09）：59-61+64.

[2]陈小飞，谢政华，汪昌来.ARM主控芯片的通用型运动控制器硬件设计[J].单片机与嵌入式系统应用，2019，19（12）：69-71.

作者简介：刘童越;男;1985.4;辽宁省沈阳市 ;汉;大学本科;讲师;机电设备控制。