20世紀70年代,隨著技術(shù)的飛速發(fā)展,伺服電機系統(tǒng)從直流轉(zhuǎn)向交流并在國外得到飛速的發(fā)展。這個時候,有部分知名品牌脫穎而出站在伺服界的世界舞臺,如日本的松下、三菱、安川、山洋,德國的西門子等等。
由于我國在伺服系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)發(fā)展較晚難以與國外品牌競爭,直到2000年,中國加入WTO,中國企業(yè)在吸取國外先進技術(shù)經(jīng)驗的前提下,開始自主研發(fā)伺服系統(tǒng)。至此,中國的伺服系統(tǒng)的市場份額有所提高。到了2011年市場容量60多億元,比上年增長22.0%。2012年,由于國際經(jīng)濟的影響以及國內(nèi)供求問題導(dǎo)致伺服市場下滑14.9%。直到2013年下半年,伺服市場才開始逐步回暖,上升幅度在5%左右。現(xiàn)在中國的伺服系統(tǒng)市場仍由國外企業(yè)占據(jù)大半壁江山。而一批國內(nèi)企業(yè)也在激烈的市場競爭中逐漸成長起來。
數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣,用戶對伺服驅(qū)動技術(shù)的要求越來越高。總的來說,伺服系統(tǒng)的發(fā)展趨勢可以概括為以下幾個方面:
1.集成化
目前,伺服控制系統(tǒng)的輸出器件越來越多地采用開關(guān)頻率很高的新型功率半導(dǎo)體器件,這種器件將輸入隔離、能耗制動、過溫、過壓、過流保護及故障診斷等功能全部集成于一個不大的模塊之中。同一個控制單元,只要通過軟件設(shè)置系統(tǒng)參數(shù),就可以改變其性能,既可以使用電機本身配置的傳感器構(gòu)成半閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng),又可以外接外部傳感器如位置、速度、力矩傳感器等,構(gòu)成高精度的全閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。高度的集成化顯著地縮小了整個控制系統(tǒng)的體積。
2. 智能化
目前伺服內(nèi)部控制核心大都采用新型高速微處理器和專用數(shù)字信號處理機(DSP),從而實現(xiàn)完全數(shù)字化的伺服系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)數(shù)字化是其實現(xiàn)智能化的前提條件。伺服系統(tǒng)的智能化表現(xiàn)在以下幾個方面:系統(tǒng)的所有運行參數(shù)都可以通過人機對話的方式由軟件來設(shè)置;其次它們都具有故障自診斷與分析功能;以及參數(shù)自整定的功能等。眾所周知,閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的參數(shù)整定是保證系統(tǒng)性能指標的重要環(huán)節(jié),也是需要耗費較多時間與精力的工作。帶有自整定功能的伺服單元可以通過幾次試運行,自動將系統(tǒng)的參數(shù)整定出來,并自動實現(xiàn)其最優(yōu)化。
3. 網(wǎng)絡(luò)化
伺服系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化是綜合自動化技術(shù)發(fā)展的必然趨勢,是控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,現(xiàn)場總線是一種應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場,在現(xiàn)場設(shè)備之間、現(xiàn)場設(shè)備和控制裝置之間實行雙向、串形、多結(jié)點的數(shù)字通信技術(shù)。現(xiàn)場總線現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用在伺服系統(tǒng)之間、伺服系統(tǒng)和其它外圍設(shè)備如人機界面HMI、可編程控制器PLC等信息交互傳輸。現(xiàn)場總線有如下幾個類型FF;ProfiBus、WorldFIP、ControlNet/DeviveNet、CAN等。這些通訊協(xié)議都為多軸實時同步控制提供了可能性,也被一些高端伺服驅(qū)動器集成進去,從而使伺服系統(tǒng)達到了分布、開放、互聯(lián)以及高可靠性。
4. 簡易化
這里所說的“簡”不是簡單而是精簡,是根據(jù)用戶情況,將用戶使用的伺服功能予以強化,使之專而精,而將不使用的一些功能予以精簡,從而降低了伺服系統(tǒng)成本,為客戶創(chuàng)造更多的收益,且通過精簡一些元器件,減少了資源的浪費從而利于環(huán)保。這里所說的“易”是指,伺服系統(tǒng)的軟件編程及操作是從用戶角度出發(fā)開發(fā)設(shè)計,力求簡單易行,使用戶調(diào)試時只需簡單。
正式因為很多有遠識的國產(chǎn)廠商加大研發(fā)力度提升其產(chǎn)品的性能,進而擴大其品牌的號召力,國產(chǎn)伺服廠商改變進口壟斷格局將指日可待。有數(shù)據(jù)顯示,未來五年,我國伺服系統(tǒng)行業(yè)受益于產(chǎn)業(yè)升級的影響,仍將保持20%以上的增長速度,至2015年,我國伺服系統(tǒng)行業(yè)市場規(guī)模有望突破100億元,其中,國產(chǎn)伺服產(chǎn)品的市場占有率將達到40%左右。