📚 课程目录第2章 PLC控制LinuxCNC轴运动启动/停止

2. PLC控制LinuxCNC轴运动启动/停止

任务目标

通过PLC的数字输出信号控制LinuxCNC的轴运动启动与停止。PLC输出DO0作为启动信号，DO1作为停止信号，LinuxCNC通过hal_input组件读取这两个信号，并映射到轴运动控制逻辑中，实现外部PLC对轴运动的启停控制。

实现方案

使用LinuxCNC的HAL（硬件抽象层）机制，通过hal_input组件将PLC的数字输出信号接入HAL总线。启动信号触发轴运动使能，停止信号立即中止运动。本案例采用最小可复现实现：PLC侧信号用两个HAL手动开关模拟（sim_plc_start和sim_plc_stop），通过hal_input读取后，经逻辑处理连接到轴的enable和运动控制信号上。

环境依赖

LinuxCNC 2.8或更高版本（已安装HAL库）
支持HAL的实时内核或模拟模式（linuxcnc -s）
PLC数字输出模块（本案例用HAL软信号模拟，实际接入时替换为对应硬件驱动）

关键完整代码

创建HAL配置文件plc_axis_control.hal：

# 加载实时组件
loadrt trivkins
loadrt axis
loadrt hal_input

# 创建两个虚拟PLC数字输出（模拟PLC DO0/DO1）
newsig sim_plc_start bit
newsig sim_plc_stop bit

# 创建HAL输入引脚（实际PLC信号接入点）
# 格式: hal_input.<num>.bit.<name>
newinst hal_input.0 hal_input
setp hal_input.0.bit.plc_start 0
setp hal_input.0.bit.plc_stop 0

# 将模拟信号连接到hal_input引脚（实际使用时改为PLC硬件驱动）
setp hal_input.0.bit.plc_start 1
setp hal_input.0.bit.plc_stop 1
# 注意：上面两行仅为测试时手动置位，实际PLC接入时删除

# 连接hal_input输出到逻辑信号
net plc-start-cmd <= hal_input.0.bit.plc_start
net plc-stop-cmd <= hal_input.0.bit.plc_stop

# 轴运动控制逻辑
# 启动信号上升沿触发运动使能，停止信号立即禁用
loadrt and2
loadrt not2
loadrt edge

# 创建边沿检测组件
newinst edge_start edge
newinst edge_stop edge
setp edge_start.edge-type 0  ;# 上升沿触发
setp edge_stop.edge-type 1   ;# 下降沿触发（停止信号为高有效时用上升沿，此处用下降沿示例）

# 连接信号
net plc-start-cmd edge_start.in
net plc-stop-cmd edge_stop.in

# 运动使能逻辑：启动信号置位使能，停止信号复位使能
net axis-enable <= edge_start.out
net axis-enable <= edge_stop.out-inverted

# 将使能信号连接到轴0
net axis-enable => axis.0.enable

# 轴运动速度设置（测试用固定速度）
setp axis.0.velocity 10.0

# 加载运动控制器
loadrt motion
loadrt classicladder_rt

# 启动HAL线程
loadrt threads name1=servo-thread period1=1000000
addf motion-command-handler servo-thread
addf motion-controller servo-thread
addf hal_input.0.update servo-thread
addf edge_start.update servo-thread
addf edge_stop.update servo-thread
addf and2.0.update servo-thread
addf not2.0.update servo-thread

# 启动实时线程
start

运行与验证

启动LinuxCNC模拟模式：linuxcnc -s，加载上述HAL文件。
在HAL终端中手动模拟PLC信号：setp hal_input.0.bit.plc_start 1，观察轴0是否开始运动（axis.0.motion-type变为非零）。
置位停止信号：setp hal_input.0.bit.plc_stop 1，确认轴运动立即停止。
通过halscope或watch命令监控axis.0.enable和axis.0.velocity信号变化。

通过条件：启动信号置位后轴使能且速度达到设定值；停止信号置位后轴使能清零且速度归零，运动停止。

常见问题

若PLC信号为高电平有效，需调整edge_stop的触发类型为上升沿（setp edge_stop.edge-type 0）。
实际PLC接入时，将hal_input的引脚连接到对应硬件驱动（如hal_parport或现场总线驱动），删除模拟置位行。
轴运动前需确保已正确配置运动学（本案例使用trivkins）和轴限位。