隨著IＴ產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，工廠內(nèi)設備的自動化也全面進入了要以網(wǎng)絡來聯(lián)機的時代，這也使得"ＰC based"的控制器在工廠設備中被運用的比例也愈來愈高，在圖一中所展現(xiàn)的是一個開放式架構(gòu) (Open Architecture) 工廠自動化 (Factory Automation) 的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，包含了硬件及各式的通訊協(xié)議。
在硬件方面可以看出走向串行式是一個共通的趨勢，因為串行式通訊本身就有「維修容易」、「簡省成本」、「遠程控制」等的特點。但其不方便的地方就是在于很難找出一種通用于所有組件及設備之間的通訊協(xié)議。舉例來說，串行式影像的標準通訊協(xié)議：Camera link 和串行式運動控制的標準通訊協(xié)議：SERCOS就是完全不同的語言。彼此并不能共享一條線而彼此溝通。
本文將著重在探討串行式運動控制的技術(shù)。在近年來，由于半導體制造設備等相關的電子制造設備市場大幅成長，而使得機器設備上的運動控制系統(tǒng)出現(xiàn)了以下數(shù)點的技術(shù)需求：
1. 多軸運動控制
機器設備因自動化程度提高而使得單一機器上所需要的軸數(shù)增多，一臺設備上十幾軸是常見的事情。在軸數(shù)變多后，如何協(xié)調(diào)各軸動作就是一個重要的課題。
2. 體積要小
由于廠房空間的限制，機器的體積要越小越好，機器內(nèi)控制器的體積也就被要求愈來愈小，相對地走線空間也愈來愈少。
3. 要更精準
隨著半導體制程已經(jīng)精密到100nm以下，在制程及檢測相關設備所要求的運動精度也要更精確，其它如ＬＣＤ設備、ＳＭＤ制程設備也有相同要求。
4. 要更穩(wěn)定
因為設備的投資經(jīng)費龐大，系統(tǒng)停機的成本就更顯的突出，因此所有機器設備制造商都必須追求系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時也必須考慮在組件損壞須要維修時，必須能快速替換且不出差錯。
然而，綜合以上幾點的需求分析可以看到，既要在一個控制器內(nèi)進行多軸運動控制，又要控制器的體積更小，配線的維修要更容易，這些條件看來是相沖突的。可以這樣說，「串行式運動控制」技術(shù)便是因應這些新時式機器設備的需求而產(chǎn)生的。以下各節(jié)將深入介紹此技術(shù)之內(nèi)涵。
傳統(tǒng)ＡＣ伺服定位系統(tǒng)
圖二所示是一個傳統(tǒng)「模擬式ＡＣ伺服定位系統(tǒng)」的方塊圖，驅(qū)動器的內(nèi)層回路是一個相量控制的電流死循環(huán)系統(tǒng)以控制電機的轉(zhuǎn)矩，外圈是轉(zhuǎn)速死循環(huán)控制。運動控制卡讀回 Ｅncoder位置來作定位死循環(huán)控制。通常控制卡會利用ＤＡ輸出電壓到驅(qū)動器當成轉(zhuǎn)速指令。
圖三所示為改良后的「脈沖式ＡＣ伺服定位系統(tǒng)」，因為伺服驅(qū)動器的進步而將定位死循環(huán)控制移入驅(qū)動器內(nèi)執(zhí)行。運動控制卡輸出脈沖指令來同時控制馬達的位置及轉(zhuǎn)速，同時讀回Encodcr 位置以作定位修正之用。
