運(yùn)動(dòng)控制（MotionControl）通常是指在復(fù)雜條件下，將預(yù)定的控制方案、規(guī)劃指令轉(zhuǎn)變成期望的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)精確的位置控制、速度控制、加速度控制、轉(zhuǎn)矩或力的控制。

中國(guó)運(yùn)動(dòng)控制器主要分為三類，分別是「PC-Based」、「專用控制器」、「PLC」。其中「PC-Based」運(yùn)動(dòng)控制器在電子、EMS等行業(yè)被廣泛應(yīng)用；「專用控制器」的代表行業(yè)是風(fēng)電、光伏、機(jī)器人、成型機(jī)械等等；「PLC」則在橡膠、汽車、冶金等行業(yè)備受青睞。

近年來(lái)，中國(guó)運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品(通用伺服系統(tǒng)、步進(jìn)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制器)穩(wěn)步增長(zhǎng)，增速高于新常態(tài)下GDP的增長(zhǎng)。尤其是機(jī)床、紡織、印刷、包裝和電子等行業(yè)的快速發(fā)展有力帶動(dòng)了對(duì)運(yùn)動(dòng)控制器的需求。

1、產(chǎn)品和技術(shù)趨勢(shì)

目前，在一些行業(yè)中，專用控制器或者PC-Based在慢慢替代PLC，PLC的市場(chǎng)占比在減少。比如專用控制器在傳統(tǒng)切削機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人中發(fā)展較快；PC-Based在雕刻機(jī)、半導(dǎo)體、物流、激光加工機(jī)等行業(yè)增長(zhǎng)較快。未來(lái)，運(yùn)動(dòng)控制器主要體現(xiàn)出以下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)：

1.1第一是開放性、靈活性、易用性并重；

開放性實(shí)際指的是系統(tǒng)要遵循較為通用的標(biāo)準(zhǔn)，比如IEC61131-3的標(biāo)準(zhǔn)組態(tài)語(yǔ)言環(huán)境，對(duì)外接口采用通用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議等。靈活性指的是系統(tǒng)要能適應(yīng)各種復(fù)雜工藝要求的能力。易用性主要指的是人機(jī)交互的友好性及簡(jiǎn)便性。

未來(lái)控制系統(tǒng)發(fā)展的最核心需求就是如何實(shí)現(xiàn)開放性、靈活性、易用性的統(tǒng)一。這其中最核心的問題是對(duì)動(dòng)作控制的理解程度。傳統(tǒng)PLC廠家以動(dòng)作過程為主要目標(biāo)，封裝各類標(biāo)準(zhǔn)化的功能塊，但缺少靈活性。專業(yè)運(yùn)動(dòng)控制器雖然有較好的靈活性，但其編程組態(tài)方式都是自成一派，沒有遵循統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。更好的控制器應(yīng)該將二者進(jìn)行有機(jī)的融合。此外，開放性除了遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)之外，還需要有更為豐富的接口。傳統(tǒng)的控制器基本只是完成對(duì)伺服系統(tǒng)的控制，但隨著智能化發(fā)展的需求，越來(lái)越要求控制器能夠融合更多的系統(tǒng)功能。對(duì)視覺系統(tǒng)的接入要求日益強(qiáng)烈。

1.2第二是網(wǎng)絡(luò)化程度日益加強(qiáng)；

網(wǎng)絡(luò)化主要指的是控制器與伺服驅(qū)動(dòng)器之間的連接形式。傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備采用的伺服數(shù)量有限，往往采用一對(duì)一直連的方式連接運(yùn)動(dòng)控制器和伺服。直連方式最大的問題在于布線復(fù)雜，線纜使用量較大，同時(shí)傳輸信號(hào)極易受到各種干擾。為解決這些問題，各個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)廠家紛紛推出自己的高速總線用以連接伺服驅(qū)動(dòng)器及運(yùn)動(dòng)控制器，網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)勢(shì)不可擋。采用高速總線后，運(yùn)動(dòng)控制器和伺服驅(qū)動(dòng)器之間除了常規(guī)的控制命令及反饋信息傳遞外，還可以根據(jù)需要實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)伺服驅(qū)動(dòng)器的各類參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜靈活的控制要求。但目前各家高速總線的標(biāo)準(zhǔn)尚不統(tǒng)一，各個(gè)伺服廠家都各自推出自己專用的總線協(xié)議，比較流行的有EtherCAT、PowerLink、安川Mechatrolink、松下RTEX、三菱CC-Link等等，這些總線協(xié)議各有特點(diǎn)。總的來(lái)說(shuō)，核心都是為了解決高速伺服控制過程中的高速數(shù)據(jù)傳輸，未來(lái)的發(fā)展一定是逐步走向融合統(tǒng)一的過程。

1.3第三是可靠性要求不斷提高。

可靠性對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制器來(lái)說(shuō)，同樣是一項(xiàng)基本核心要求。機(jī)器設(shè)備長(zhǎng)期、穩(wěn)定的可靠運(yùn)行是所有用戶的最基本條件。僅從穩(wěn)定性這點(diǎn)上看，目前大量采用板卡及工控機(jī)的控制形式，未來(lái)應(yīng)會(huì)逐步被各類滿足功能要求的、同時(shí)具有低功耗、高穩(wěn)定性的專用控制器所替代。

2、應(yīng)用趨勢(shì)

隨著行業(yè)應(yīng)用的擴(kuò)展，中國(guó)運(yùn)動(dòng)控制市場(chǎng)逐漸成熟，在機(jī)床、雕刻機(jī)、半導(dǎo)體、工業(yè)機(jī)器人、EMS、物料搬運(yùn)等多數(shù)下游機(jī)械行業(yè)均取得不錯(cuò)的發(fā)展。尤其在鋰電池、工業(yè)機(jī)器人、半導(dǎo)體、EMS等行業(yè)，歐美和日本運(yùn)動(dòng)控制廠商表現(xiàn)突出，擁有較強(qiáng)的綜合競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

專用控制器在一段時(shí)間內(nèi)仍將是工業(yè)機(jī)器人行業(yè)主要的運(yùn)動(dòng)控制器類型。半導(dǎo)體行業(yè)PC-Based運(yùn)動(dòng)控制市場(chǎng)發(fā)展穩(wěn)定，增速在17%左右。物流行業(yè)對(duì)機(jī)器視覺功能的需求增加，導(dǎo)致PC-Based比例也逐步增加。在傳統(tǒng)印刷機(jī)械上仍然以PLC運(yùn)動(dòng)控制器為主，PC-Based運(yùn)動(dòng)控制器的應(yīng)用剛剛起步，在新興的數(shù)碼印刷機(jī)械上使用較多，未來(lái)將小幅增長(zhǎng)。

在中國(guó)，運(yùn)動(dòng)控制器廠商開始從單一的只提供運(yùn)動(dòng)控制器，伺服驅(qū)動(dòng)，伺服電機(jī)和編碼器等其中一種產(chǎn)品，再搭配其他廠商的驅(qū)動(dòng)或者電機(jī)銷售的形勢(shì)，向?qū)ふ倚袠I(yè)合作伙伴的形式轉(zhuǎn)變。目前，Yaskawa與運(yùn)動(dòng)控制器廠商如：SYNTEC、BOCHU、GOOGOLTECH、Panasonic也積極在行業(yè)內(nèi)尋找合作伙伴，ADVANTECH、支持RTEX的運(yùn)動(dòng)控制器供應(yīng)商建立合作協(xié)議。未來(lái)，預(yù)計(jì)越來(lái)越多的廠商會(huì)采取合作或者提供整體解決方案的方向發(fā)展。

3、運(yùn)動(dòng)控制器市場(chǎng)增長(zhǎng)預(yù)測(cè)

3.1 2015-2020控制器市場(chǎng)整體增長(zhǎng)及預(yù)測(cè)

2016年控制器整體市場(chǎng)業(yè)績(jī)?cè)龇鶠?.9%。隨著中國(guó)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從重工業(yè)制造、低端OEM制造，向機(jī)器人產(chǎn)業(yè)、精密制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的深入，未來(lái)幾年控制器領(lǐng)域?qū)⒈３址€(wěn)定增長(zhǎng)。（如表1、圖1）

3.2 2015-2020運(yùn)動(dòng)控制器整體市場(chǎng)增長(zhǎng)及預(yù)測(cè)

運(yùn)動(dòng)控制器整體市場(chǎng)從2015年的負(fù)增長(zhǎng)轉(zhuǎn)為2016年的8.7%的正增長(zhǎng)。并且隨著“一帶一路“利好消息的推動(dòng)，相關(guān)行業(yè)如：半導(dǎo)體、工業(yè)用機(jī)器人、EMS等相關(guān)行業(yè)自身的快速發(fā)展，也會(huì)刺激運(yùn)動(dòng)控制器整體市場(chǎng)保持較為穩(wěn)定的增幅。

2015~2020年間，PC-based控制器用于運(yùn)動(dòng)控制的比例將從46%擴(kuò)大至59%；專用控制器用于運(yùn)動(dòng)控制的比例將從83%擴(kuò)大至92%；而PLC用于運(yùn)動(dòng)控制的比例將從34%縮減至27%。

中國(guó)半導(dǎo)體、EMS、激光加工機(jī)、鋰電池等行業(yè)迅速發(fā)展，刺激PC-Based運(yùn)動(dòng)控制器市場(chǎng)迅速發(fā)展。中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、刺激專用控制器市場(chǎng)發(fā)展。用于運(yùn)動(dòng)控制的PLC市場(chǎng)增速將遠(yuǎn)遠(yuǎn)差于PLC市場(chǎng)，因?yàn)楦嗟挠脩魰?huì)選用基于PC-Based運(yùn)動(dòng)控制方案。

2015~2020年間，IPC+板卡控制器用于運(yùn)動(dòng)控制的比例將從34%擴(kuò)大至56%；嵌入式控制器/軟PLC比例保持平穩(wěn)。IPC+板卡的控制方式具備開放性，經(jīng)濟(jì)性等特征，因此被客戶接受程度遠(yuǎn)高于其他兩種控制器類型。在運(yùn)動(dòng)控制方面，IPC+板卡的運(yùn)動(dòng)控制器增速遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他兩種產(chǎn)品增速。（如表2、圖2）

4、2016年運(yùn)動(dòng)控制器市場(chǎng)規(guī)模與細(xì)分

2016年，在運(yùn)動(dòng)控制器市場(chǎng)中，Siemens、新代、寶元、ADVANTECH等廠商表現(xiàn)突出。Siemens是PLC運(yùn)動(dòng)控制器中的龍頭老大。新代、寶元在專用控制器領(lǐng)域的地位不可小覷，ADVANTECH、GOOGOLTECH則在PC-based運(yùn)動(dòng)控制器領(lǐng)域取得快速發(fā)展。（如表3、表4、圖3、圖4）

5、中國(guó)2016年運(yùn)動(dòng)控制器市場(chǎng)規(guī)模細(xì)分—行業(yè)

5.1PC-based市場(chǎng)規(guī)模細(xì)分

PC-Based控制器應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域中的很多行業(yè)，例如機(jī)器人、半導(dǎo)體、包裝機(jī)械、EMS等等。這些行業(yè)自身的迅速發(fā)展，刺激了PC-Based控制器市場(chǎng)的發(fā)展。

近年半導(dǎo)體制程和封裝測(cè)試廠商在中國(guó)迅速建廠，國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備銷售收入保持15~20%的調(diào)整增長(zhǎng)，這些設(shè)備使用的運(yùn)動(dòng)控制器中50%為PC-Based運(yùn)動(dòng)控制器；

隨著汽車、半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人需求的增加，以及陶瓷衛(wèi)浴、制藥等新興行業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的使用，刺激了PC-Based運(yùn)動(dòng)控制器在機(jī)器人領(lǐng)域的快速發(fā)展。另外直角坐標(biāo)機(jī)器人和國(guó)產(chǎn)品牌的多關(guān)節(jié)機(jī)器人功能簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，越來(lái)越多的廠商會(huì)選擇性價(jià)比較高的PC-Based運(yùn)動(dòng)控制器。

包裝機(jī)械行業(yè)逐漸加入機(jī)器視覺功能，對(duì)PC-Based運(yùn)動(dòng)控制需求也逐步增加。

未來(lái)PC-Based運(yùn)動(dòng)控制器的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，部分PLC市場(chǎng)會(huì)向PC-Based市場(chǎng)轉(zhuǎn)移。（如圖5）

5.2專用控制器市場(chǎng)規(guī)模細(xì)分

專用控制器在機(jī)床、包裝、紡織等傳統(tǒng)行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。機(jī)床、包裝、紡織等行業(yè)經(jīng)過2015年的嚴(yán)重萎縮或者緩慢發(fā)展后，2016年開始回暖，帶動(dòng)專用控制器的增長(zhǎng)。在機(jī)床行業(yè)中的應(yīng)用占整體業(yè)績(jī)的24.9%，在紡織行業(yè)中的業(yè)績(jī)占比為8.4%。另一方面，2016年專用控制器在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域取得較好成績(jī)，這主要得益于機(jī)器人行業(yè)自身的快速發(fā)展，2016年工業(yè)機(jī)器人行業(yè)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。如（圖6）

5.3PLC市場(chǎng)規(guī)模細(xì)分

PLC運(yùn)動(dòng)控制器在紡織、包裝等行業(yè)的應(yīng)用占據(jù)主導(dǎo)地位。在EMS行業(yè)，PC-based憑借其經(jīng)濟(jì)性和多功能性，原使用PLC控制器的市場(chǎng)會(huì)慢慢被取代。EMS行業(yè)中點(diǎn)膠機(jī)和非標(biāo)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)控制器用量占總的50%左右，而這些設(shè)備中將近70%主要采用PC-Based運(yùn)動(dòng)控制器。紙巾機(jī)械行業(yè)目前使用PLC比較多，因?yàn)镻C-Based運(yùn)動(dòng)控制主要應(yīng)用在部分大型生產(chǎn)線上。（如圖7）