温度数据采集与监控上位机系统

项目背景与难点

客户原有热解反应生产过程中，温度、压力、转速等关键参数依赖人工抄表，数据分散于不同仪表，难以同步观测；批次记录靠纸面台账，事后追溯困难，工艺波动无法定位。随着产线自动化提升，PLC已具备数据寄存器，但缺少一套上位机将分散点位集中采集、展示与存储。技术难点包括：需通过Modbus TCP与PLC高效通信，实时读取18路温度/压力/转速/速率数据；需解析REAL浮点格式并保证字节序正确；需要通过PLC启动/停止触发位自动控制记录时段，避免人工启停误差；历史数据需按批次组织，支持按批次与时间范围查询并导出报表；同时要求在断线后5秒自动重连，保证采集连续性。此外，系统需具备操作员登录与用户权限管理，防止误操作。

软件交付内容

敏洽交付了一套基于C# .NET 6 WinForms架构的桌面上位机软件，分为数据服务与界面交互两个部分。数据服务层封装Modbus TCP客户端，实现连接管理、5秒超时控制、断线自动重连、连接状态事件通知，以及保持寄存器、线圈的读写操作；针对协议定义的点位表，按地址段批量读取18路温度、压力、转速等寄存器，并将其解析为物理量保留三位小数。界面层包含登录与用户管理、参数设置、数据监测、历史记录四个主要页面。数据监测页同时提供实时数据表格与动态曲线，曲线支持18条点位同图显示、点位勾选显隐、Y轴按物理量类型切换；历史记录页支持按批次下拉查询、30条每页分页浏览、历史曲线回放，并可将原始数据与趋势图合并导出为带图表的Excel报表。

批次管理采用SQLite数据库，每次由PLC触发位上升沿自动创建批次，采集过程中每20条数据批量入库，停止时回写清位并将剩余数据缓存落库，保证批次数据完整。参数设置页通过config.json持久化PLC IP地址，免重编译修改。系统还内置默认管理员初始化与用户增删改功能。

实施成果

系统上线后，热解反应过程中的18路温度、压力、转速、速率参数实现实时在线监测，200毫秒轮询周期保证数据刷新及时，操作员可在界面同时观察全部点位曲线，异常波动定位更直观。PLC触发自动记录机制使每个批次的数据起止时间与工艺一致，历史数据按批次归档，查询与回放无需再翻纸面台账。断线自动重连机制有效降低现场通信故障带来的数据缺失风险，5秒重连阈值无需人工干预。Excel报表导出功能将原始数据与趋势图整合，改变了手工抄录、人工整理报表的方式，大幅缩短报表编制时间，提升数据可追溯性。系统运行稳定，用户管理功能保障了操作权限安全，参数配置化也使现场维护更加便捷。

关键指标