運動控制（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)變成期望的機械運動，實現(xiàn)機械運動精確的位置控制、速度控制、加速度控制、轉(zhuǎn)矩或力的控制。

中國運動控制器主要分為三類，分別是「PC-Based」、「專用控制器」、「PLC」。其中「PC-Based」運動控制器在電子、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、機器人、成型機械等等；「PLC」則在橡膠、汽車、冶金等行業(yè)備受青睞。

運動控制器分類

1PC-based

PC-based運動控制器又可以分為三種形式，如表1：

2專用控制器

專用運動控制器主要分為3類，其中行業(yè)專用控制器運用較為普遍。微型控制器屬于最簡單、最低端的控制器，如表2。

3PLC

PLC產(chǎn)品的種類繁多。PLC的型號不同，對應(yīng)著其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價格等均各不相同，適用的場合也各有側(cè)重。因此，合理選用PLC，對于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟指標有著重要意義。

整體式PLC的每一個I/O點的平均價格比模塊式的便宜，且體積相對較小，一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴展靈活方便，在I/O點數(shù)、輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的比例、I/O模塊的種類等方面選擇余地大，且維修方便。

運動控制器市場發(fā)展趨勢

近年來，中國運動控制產(chǎn)品(通用伺服系統(tǒng)、步進系統(tǒng)、運動控制器)穩(wěn)步增長，增速高于新常態(tài)下GDP的增長。尤其是機床、紡織、印刷、包裝和電子等行業(yè)的快速發(fā)展有力帶動了對運動控制器的需求。

1產(chǎn)品和技術(shù)趨勢

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的市場占比在減少。比如專用控制器在傳統(tǒng)切削機床、工業(yè)機器人中發(fā)展較快；PC-Based在雕刻機、半導(dǎo)體、物流、激光加工機等行業(yè)增長較快。未來，運動控制器主要體現(xiàn)出以下幾個發(fā)展趨勢：

第一是開放性、靈活性、易用性并重；

開放性實際指的是系統(tǒng)要遵循較為通用的標準，比如IEC61131-3的標準組態(tài)語言環(huán)境，對外接口采用通用的標準協(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交互的友好性及簡便性。

未來控制系統(tǒng)發(fā)展的最核心需求就是如何實現(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動作控制的理解程度。傳統(tǒng)PLC廠家以動作過程為主要目標，封裝各類標準化的功能塊，但缺少靈活性。專業(yè)運動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)一標準。更好的控制器應(yīng)該將二者進行有機的融合。此外，開放性除了遵循一定的標準之外，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伺服系統(tǒng)的控制，但隨著智能化發(fā)展的需求，越來越要求控制器能夠融合更多的系統(tǒng)功能。對視覺系統(tǒng)的接入要求日益強烈。

第二是網(wǎng)絡(luò)化程度日益加強；

網(wǎng)絡(luò)化主要指的是控制器與伺服驅(qū)動器之間的連接形式。傳統(tǒng)機械設(shè)備采用的伺服數(shù)量有限，往往采用一對一直連的方式連接運動控制器和伺服。直連方式最大的問題在于布線復(fù)雜，線纜使用量較大，同時傳輸信號極易受到各種干擾。為解決這些問題，各個伺服驅(qū)動廠家紛紛推出自己的高速總線用以連接伺服驅(qū)動器及運動控制器，網(wǎng)絡(luò)化趨勢勢不可擋。采用高速總線后，運動控制器和伺服驅(qū)動器之間除了常規(guī)的控制命令及反饋信息傳遞外，還可以根據(jù)需要實時調(diào)節(jié)伺服驅(qū)動器的各類參數(shù)，從而實現(xiàn)更為復(fù)雜靈活的控制要求。但目前各家高速總線的標準尚不統(tǒng)一，各個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。總的來說，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，未來的發(fā)展一定是逐步走向融合統(tǒng)一的過程。

第三是可靠性要求不斷提高。

可靠性對于運動控制器來說，同樣是一項基本核心要求。機器設(shè)備長期、穩(wěn)定的可靠運行是所有用戶的最基本條件。僅從穩(wěn)定性這點上看，目前大量采用板卡及工控機的控制形式，未來應(yīng)會逐步被各類滿足功能要求的、同時具有低功耗、高穩(wěn)定性的專用控制器所替代。

2應(yīng)用趨勢

隨著行業(yè)應(yīng)用的擴展，中國運動控制市場逐漸成熟，在機床、雕刻機、半導(dǎo)體、工業(yè)機器人、EMS、物料搬運等多數(shù)下游機械行業(yè)均取得不錯的發(fā)展。尤其在鋰電池、工業(yè)機器人、半導(dǎo)體、EMS等行業(yè)，歐美和日本運動控制廠商表現(xiàn)突出，擁有較強的綜合競爭優(yōu)勢。

專用控制器在一段時間內(nèi)仍將是工業(yè)機器人行業(yè)主要的運動控制器類型。半導(dǎo)體行業(yè)PC-Based運動控制市場發(fā)展穩(wěn)定，增速在17%左右。物流行業(yè)對機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)印刷機械上仍然以PLC運動控制器為主，PC-Based運動控制器的應(yīng)用剛剛起步，在新興的數(shù)碼印刷機械上使用較多，未來將小幅增長。

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

運動控制器市場增長預(yù)測

2015-2020運動控制器整體市場增長及預(yù)測

運動控制器整體市場從2015年的負增長轉(zhuǎn)為2016年的8.7%的正增長，如表3、圖1。并且隨著“一帶一路“利好消息的推動，相關(guān)行業(yè)如：半導(dǎo)體、工業(yè)用機器人、EMS等相關(guān)行業(yè)自身的快速發(fā)展，也會刺激運動控制器整體市場保持較為穩(wěn)定的增幅。

2015~2020年間，PC-based控制器用于運動控制的比例將從46%擴大至59%；專用控制器用于運動控制的比例將從83%擴大至92%；而PLC用于運動控制的比例將從34%縮減至27%。

中國半導(dǎo)體、EMS、激光加工機、鋰電池等行業(yè)迅速發(fā)展，刺激PC-Based運動控制器市場迅速發(fā)展。中國機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、刺激專用控制器市場發(fā)展。用于運動控制的PLC市場增速將遠遠差于PLC市場，因為更多的用戶會選用基于PC-Based運動控制方案。

2015~2020年間，IPC+板卡控制器用于運動控制的比例將從34%擴大至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)濟性等特征，因此被客戶接受程度遠高于其他兩種控制器類型。在運動控制方面，IPC+板卡的運動控制器增速遠遠高于其他兩種產(chǎn)品增速。

2016年運動控制器市場規(guī)模與細分

1中國2016年運動控制器市場規(guī)模細分——產(chǎn)品類別，如表4、圖2。

2中國2016年運動控制器整體市場規(guī)模細分——供應(yīng)商

2016年，在運動控制器市場中，Siemens、新代、寶元、ADVANTECH等廠商表現(xiàn)突出。Siemens是PLC運動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運動控制器領(lǐng)域取得快速發(fā)展，如表5、圖3。

3中國2016年運動控制器市場規(guī)模細分—行業(yè)

3.1PC-based市場規(guī)模細分

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

近年半導(dǎo)體制程和封裝測試廠商在中國迅速建廠，國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備銷售收入保持15~20%的調(diào)整增長，這些設(shè)備使用的運動控制器中50%為PC-Based運動控制器；

隨著汽車、半導(dǎo)體行業(yè)對工業(yè)機器人需求的增加，以及陶瓷衛(wèi)浴、制藥等新興行業(yè)對工業(yè)機器人的使用，刺激了PC-Based運動控制器在機器人領(lǐng)域的快速發(fā)展。另外直角坐標機器人和國產(chǎn)品牌的多關(guān)節(jié)機器人功能簡單、價格便宜，越來越多的廠商會選擇性價比較高的PC-Based運動控制器，如表6、圖4。

包裝機械行業(yè)逐漸加入機器視覺功能，對PC-Based運動控制需求也逐步增加。

未來PC-Based運動控制器的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)M一步擴大，部分PLC市場會向PC-Based市場轉(zhuǎn)移。

3.2專用控制器市場規(guī)模細分

專用控制器在機床、包裝、紡織等傳統(tǒng)行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。機床、包裝、紡織等行業(yè)經(jīng)過2015年的嚴重萎縮或者緩慢發(fā)展后，2016年開始回暖，帶動專用控制器的增長。在機床行業(yè)中的應(yīng)用占整體業(yè)績的24.9%，在紡織行業(yè)中的業(yè)績占比為8.4%。另一方面，2016年專用控制器在工業(yè)機器人領(lǐng)域取得較好成績，這主要得益于機器人行業(yè)自身的快速發(fā)展，2016年工業(yè)機器人行業(yè)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，如表7、圖5。

3.3PLC市場規(guī)模細分

PLC運動控制器在紡織、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)濟性和多功能性，原使用PLC控制器的市場會慢慢被取代。EMS行業(yè)中點膠機和非標設(shè)備的運動控制器用量占總的50%左右，而這些設(shè)備中將近70%主要采用PC-Based運動控制器。紙巾機械行業(yè)目前使用PLC比較多，因為PC-Based運動控制主要應(yīng)用在部分大型生產(chǎn)線上，如表8、圖6。

4中國2016年運動控制器市場規(guī)模細分—供應(yīng)商

4.1PC-based市場規(guī)模細分

2016年，ADVANTECH占整體業(yè)績的16.3%。GOOGOLTECH僅次于ADVANTECH。BECKHOFF在PC-based運動控制器領(lǐng)域也表現(xiàn)不俗，業(yè)績占PC-based整體業(yè)績的9.3%。此外Leadline、WEIHONG、Adtech等廠商也在此領(lǐng)域積極擴展業(yè)務(wù)，競爭相對激烈，如表9、圖7。

4.2專用控制器市場規(guī)模細分

專用控制器領(lǐng)域，廠商較為集中。新代、寶元、北京凱恩帝三家的業(yè)績之和就超過了整體業(yè)績的50%，如表10、圖8。

4.3PLC市場規(guī)模細分

PLC運動控制器領(lǐng)域中，絕大多數(shù)都是外資品牌。其中Siemens遙遙領(lǐng)先于其他廠商。排名第二的Mitsubishi與Siemens還有較大差距未來有較大發(fā)展空間。Mitsubishi、Omron、Rockwell、Schneider在該領(lǐng)域的競爭力旗鼓相當，如表11、圖9。