近年來,“工業(yè)4.0”、“中國制造2025”、“物聯(lián)網(wǎng)”等戰(zhàn)略的提出,極大推動了工業(yè)自動化市場的發(fā)展,其中電機控制增速明顯。包括半導體廠商在內的上游廠商也進行了大量的技術投資,使得中國成為全球電機控制市場中最具發(fā)展?jié)摿Φ氖袌觥?/strong>
6月30日,全球領先模擬集成IC專家ADI于北京舉辦了電機控制發(fā)布會,ADI亞太區(qū)電機與電源控制行業(yè)市場部經理于常濤先生就ADI在電機控制的最新技術與業(yè)界進行了交流,同時分享了ADI電機控制產品及解決方案。
■ADI亞太區(qū)電機與電源控制行業(yè)市場部經理于常濤先生
機遇:“中國制造2025”背景下的產業(yè)升級
“ADI針對中國電機控制應用市場,至2020年復合增長率將超過20%。”于常濤先生開場道。信心來源于以下四點:一、國家一直提倡節(jié)能減排,并出臺眾多法律法規(guī)。電機作為能耗大戶,對于節(jié)能減排具有重要意義;二、隨著人工成本增加,用戶對自動化和產品品質提出了更高要求。更精確位置控制、更穩(wěn)健電流控制的產品更為用戶所需;三、各類運動控制系統(tǒng)、多軸聯(lián)動系統(tǒng)的互聯(lián)互通成為“工業(yè)4.0”、物聯(lián)網(wǎng)等背景下重要趨勢;四、目前電機控制市場,雖競爭激烈,但市場潛力巨大。國產所占比例也逐年上升——以上四點將成為中國電機控制市場及ADI未來發(fā)展驅動力。此外,“中國制造2025”戰(zhàn)略定義的十大應用領域中CNC和機器人均基于伺服系統(tǒng),ADI機會將從中凸顯。
市場:關注交流伺服市場
談及ADI市場關注點,于常濤先生強調,“ADI一直專注于為客戶提供額外性能及價值,而非單一的產品。隨國內廠商對軟件及系統(tǒng)級應用的重視,ADI將通過集成化電機控制產品,幫助客戶快速實現(xiàn)差異化。”
于常濤先生進而表示,ADI關注市場范圍極其廣泛,CNC和機器人市場便是其中代表。無論CNC還是機器人都離不開電機控制。而ADI提供核心主控端系統(tǒng)。同時,CNC和機器人都需用到伺服系統(tǒng),而伺服系統(tǒng)中交流伺服占比逐年擴大,ADI將重點關注這一領域市場發(fā)展。ADI將為這些領域提供高性能、高可靠、齊全的元器件,并進行通用及定制化整體解決方案的推廣。具體來說,ADI提供完整的信號鏈及系統(tǒng)級解決方案。客戶可在此方案基礎上自行開發(fā);針對國內產品研發(fā)周期短特點,ADI為客戶提供產品硬件及系統(tǒng)層面方案,讓客戶可專注算法本身。同時,ADI每條產品線都擁有專業(yè)工程師,可提供強大技術支持;針對系統(tǒng)集成商融合趨勢,ADI與合作伙伴共同提供解決方案。
核心競爭力:優(yōu)勢產品及技術
根據(jù)客戶所需解決方案,ADI將提供處理器、隔離器、電壓電流檢測、門級驅動在內的電機控制核心器件。
其中處理器伺服控制核心平臺市場上主要有三種:MCU、DSP、FPGA。本次發(fā)布會ADI推出的ARMCortex-M4F內核MCU平臺。相比其他平臺,性價比極高且非常適合中國市場——其是目前業(yè)內主頻最快的ARMCortex-M4F內核處理器——擁有內部集成精度最高的SARADC及芯片內部集成的SINC濾波器,主頻最高可達240兆。同時,快主頻運算可使客戶具備運行復雜算法的能力,縮短控制環(huán)路時間,使控制性能達到最佳。精度高的ADC可進行高性能模擬量采集,實現(xiàn)大功率伺服電流采樣或電流環(huán)路控制。SINC濾波器配合西格瑪βADC,是針對小功率伺服控制器電流環(huán)控制的最佳選擇。
此外ADI還為此提供基于模型設計的整體方案?;谀P偷脑O計在歐洲、日本已被廣泛應用,國內尚未普及。但越來越多的客戶已開始嘗試這種高效、靈活的方式。ADI提供的基于CM408的模型設計可向客戶展示可視化的設計過程。即:基于處理器進行模型設計檢測及算法仿真,并生成代碼,快速檢驗。
隔離器領域,目前市場上主推三種隔離技術,即光隔、容隔、磁隔。ADI目前主推的iCoupler磁隔技術,相比其他隔離技術,擁有尺寸小、成本低、性能高、功耗低、可靠性高等特點,可很好地對電機伺服控制系統(tǒng)強電及弱電部分的控制起到安全隔離的作用。
電壓、電流檢測領域,ADI針對針對中小功率電機控制產品提供“電阻+AD740x+SINC濾波器”的電流檢測方案,針對大功率等級產品提供”Hall+內部集成無丟失碼的16位SARADC“的檢測方案。其中關鍵產品AD740X隔離式調制器包含多種型號,可配合SINC濾波器,針對不同產品性能等級,實現(xiàn)完美電流環(huán)路控制。門級驅動領域,ADI提供的ADM4135產品,傳輸延遲小、集成多重保護等功能,可為客戶提供安全的、高效率的功率模塊隔離驅動。
增值新技術:監(jiān)控檢測、機器視覺、無線網(wǎng)絡、MR
針對電機控制發(fā)展新趨勢,目前ADI還提供監(jiān)控檢測、機器視覺、無線網(wǎng)絡、MR等新的增值技術。其中設備監(jiān)控檢測技術,可通過傳感器檢測電機及機器人系統(tǒng)的震動及異常情況;機器視覺技術,應用于生產線、條碼識別、缺損元器件檢測等場合,尤其是數(shù)控機床及機器人需求量大的場合;工業(yè)無線網(wǎng)絡技術,作為有線及實時以太網(wǎng)的補充,可更方便監(jiān)控;MR磁阻技術,可檢測磁場的磁阻,更準確反饋電機旋轉角度從而實現(xiàn)更可靠檢測。
值得一提的是,本次活動還設置“Q&A”環(huán)節(jié),眾多媒體就電機控制具體應用問題踴躍發(fā)言,于常濤先生作出了詳細的解答。
Q&A
談電機控制核心產品
Q:ADI門級驅動相比國外同行,有何優(yōu)勢?
A:最核心的優(yōu)勢來自于ADI的磁隔離技術---快速、安全、可靠。同時整個產品的性能定位,與功率模塊的技術發(fā)展趨勢也一脈相承的,如更高的功率密度,更快的開關頻率。
Q:電機控制能效的提高應從控制器層面還是整體方案層面著手?
A:短期看,產品軟件及應用程序改進可提高能效。長遠看,還是需要半導體元器件支持。而半導體元器件的貢獻比例大與小,又由不同時期不同需求的客戶體現(xiàn)。
Q:磁隔離電機控制處于隔離市場怎么樣的位置?
A:目前市場光隔方式占絕大多數(shù)份額,在通訊速率沒有要求的應用場景下,光隔依然為客戶選擇主流。但對功耗、體積、通訊速率有要求的場景,磁隔離技術是更優(yōu)勢的選擇。
Q:CM408嚴格意義上來說,是MCU還是DSP產品?
A:CM408核心平臺基于ARMCortex-M4F,實際上為MCU產品。與ARM過往產品相比,更適合電機控制。除傳統(tǒng)RM4指令集之外,CM408還擴展了DSP指令集,并增加浮點運算端,無論是做定點計算還是浮點計算,同DSP都不相上下。
談電機控制整體解決方案
Q:ADI電機控制整體方案系統(tǒng)推了多久?
A:應該說,ADI一直在進行著市場的推廣。只是最近三年,公司的關注度開始提升,2013、2014年推隔離接口和ADC。2014年開始推方案中最核心的處理器平臺,2014年開始,ADI已成為擁有全套電機控制系統(tǒng)解決方案的廠家。
Q:ADI電機控制系統(tǒng)推廣挑戰(zhàn)在哪?
A:第一個挑戰(zhàn)來自用戶端。讓客戶從芯片角度延伸至系統(tǒng)設計,并了解其價值,需要時間。
第二個挑戰(zhàn)來自價格考量。ADI希望帶給客戶可提升的價值。但是目前很多客戶還是較為注重價格。
Q:目前ADI電機控制核心客戶是?
A:核心客戶群主要是正進行產品升級的國內客戶及跨國公司在國內的研發(fā)機構。