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开源连载②｜ST_AxisCommand —— 指令的取舍艺术

ST/PLC / 轴控

开源连载 ② | 共 5 篇

开源连载②｜ST_AxisCommand —— 指令的取舍艺术

11 个布尔位，如何用最少的信号覆盖轴控的全场景？

上一篇我们聊了开源固化的意义。今天深入第一套结构体——ST_AxisCommand，看看这 11 个布尔指令位背后的设计思路。

源码一览

TYPE ST_AxisCommand :
STRUCT
    bPower  : BOOL ;  (* 上电使能：TRUE = 轴使能/上电 *)
    bReset  : BOOL ;  (* 故障复位：TRUE = 清除轴故障状态 *)
    bStop   : BOOL ;  (* 急停：TRUE = 立即停止轴运动 *)
    bHalt   : BOOL ;  (* 暂停：TRUE = 暂停当前运动，恢复时清除 *)
    bHome   : BOOL ;  (* 回零：TRUE = 触发轴回原点操作 *)
    bSetPos : BOOL ;  (* 位置设定：TRUE = 将当前位置设为指定值 *)
    bJogP   : BOOL ;  (* 正向点动：TRUE = 正向连续点动运行 *)
    bJogN   : BOOL ;  (* 负向点动：TRUE = 负向连续点动运行 *)
    bRel    : BOOL ;  (* 相对模式：TRUE = 运动指令按相对位移解释 *)
    bAbs    : BOOL ;  (* 绝对模式：TRUE = 运动指令按绝对位置解释 *)
    bVel    : BOOL ;  (* 速度模式：TRUE = 仅速度控制，无位置闭环 *)

    //--- 以下为扩展指令（预留，暂未启用）---
    //bConfig : BOOL ;  (* 配置模式 *)
    //bExJogP : BOOL ;  (* 扩展正向点动 *)
    //bExJogN : BOOL ;  (* 扩展负向点动 *)
    //bExAbsP : BOOL ;  (* 扩展正向绝对定位 *)
    //bExAbsN : BOOL ;  (* 扩展负向绝对定位 *)
    //bExRelP : BOOL ;  (* 扩展正向相对定位 *)
END_STRUCT
END_TYPE

三个设计原则

原则一：指令与参数分离

这是最核心的一条。

很多驱动器把”速度""位置""方向”全塞在一个指令结构体里，结果就是：发一个指令要同时操心十几个字段。

我们的做法是拆开：

ST_AxisCommand → 只负责"干什么"（指令类型）
ST_AxisParameter → 只负责"怎么干"（运动参数）

比如你要让轴走到 100mm 的位置：

谁负责怎么设
CommandbAbs := TRUE（绝对定位模式）
ParameterrAutoPos[0] := 100.0（目标位置）

指令是开关，参数是旋钮。开关只管方向，旋钮管大小。

原则二：互斥保护

bRel（相对）、bAbs（绝对）、bVel（速度）三种模式天然互斥。不能说”既要相对又要绝对”——这在物理上不成立。

所以在驱动层必须做优先级裁决：

IF bAbs THEN
    // 执行绝对定位
ELSIF bRel THEN
    // 执行相对定位
ELSIF bVel THEN
    // 执行速度模式
END_IF

优先级：绝对 > 相对 > 速度。这样即使 HMI 层误操作同时置位了两个，轴也不会乱跑。

原则三：上升沿触发

所有指令位都应该上升沿触发，而非电平触发。

什么意思？

电平触发：bPower = TRUE 就一直尝试上电 → 容易重复触发
上升沿触发：只在 FALSE→TRUE 的瞬间执行一次 → 安全

驱动层加上沿检测，一个简单的 R_TRIG 就能搞定。

预留扩展位的考量

你可能会问：为什么注释掉 6 个字段，不直接用？

因为不是所有项目都需要。

扩展位使用场景
bConfig需要在线切换轴参数组时
bExJogP/N双速点动（慢速对位 + 快速快移）
bExAbsP/N双目标绝对定位
bExRelP双目标相对定位

对于 90% 的项目，11 个基础指令位已经够用。扩展位不参与基础编译，零额外开销，需要时取消注释即可。

指令与状态的对应关系

每条指令都有对应的状态反馈，一一映射：

指令期望状态
bPower := TRUEbPowerOn = TRUE
bHome := TRUEbHomeDone = TRUE
bJogP := TRUEbJogBusy = TRUE
bStop := TRUEbErrorStop = TRUE（或轴停止）

这也是为什么 Command 和 Message 要成对设计——发了什么指令，就检查对应的状态位，调试的时候一目了然。

小结

ST_AxisCommand 设计要点：

① 指令 = 干什么，参数 = 怎么干 → 分离
② bRel / bAbs / bVel 互斥 → 优先级裁决
③ 所有指令上升沿触发 → 安全
④ 预留 6 位扩展 → 按需启用
⑤ 指令与状态一一对应 → 可追溯

下一篇聊 ST_AxisMessage——如何用 11 个布尔位读懂轴的”心跳”。

本文是「轴控三件套开源计划」连载第 2 篇。 代码已在笔记中同步，最终会在 Day 5 统一开源发布。

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