这两年我们在自动化产线项目里用 WPF 做了一套上位机监控系统，通过 Modbus RTU 协议跟 PLC 通信，实时采集灌装设备的温度、液位、阀门状态、生产节拍这些关键参数。整个过程走下来感觉这个组合还挺顺手的，这里把设计和实现过程做个记录。
项目介绍智能灌装生产监控系统是一套基于 WPF + .NET 8 开发的工业自动化上位机软件。它通过 Modbus RTU 协议与产线 PLC 保持实时通信，对灌装设备的运行状态、填充精度、温度液位、阀门动作等关键参数进行毫秒级采集与可视化展示。
项目采用 CommunityToolkit.Mvvm 作为 MVVM 框架，配合 FreeSql 做数据持久化，图表部分用 LiveCharts 呈现生产过程趋势。
项目功能设备状态实时监控：通过 Modbus RTU 协议采集 PLC 寄存器数据，实时显示灌装设备的运行模式、启停状态、故障代码等信息
关键工艺参数展示：温度、液位、压力、填充精度等模拟量数据以数值和仪表盘形式呈现，更新频率可配置
生产节拍统计：实时计算并展示当前产线的生产速度、累计产量、批次完成进度
阀门与执行器动作监控：显示各灌装阀、清洗阀、进料阀的开关状态及动作次数
实时趋势曲线：基于 LiveCharts 绘制温度、液位、填充量等参数的变化曲线，支持多测点叠加对比
数据存储与回放：通过 FreeSql 将采集数据写入本地数据库，支持历史数据查询和曲线回放
异常告警机制：当参数超限或设备状态异常时，界面闪烁提示并记录告警日志
项目特点基于 Modbus RTU 工业标准协议，兼容主流 PLC 品牌
毫秒级数据采集与刷新，满足产线实时监控需求
采用 MVVM 架构，界面与业务逻辑分离，后期维护和功能扩展成本低
深色主题 UI，适合工业现场长时间盯屏的操作环境
模块化设计，采集、存储、界面各层解耦，方便替换或升级局部组件
轻量化部署，一台工控机即可覆盖单条产线的监控需求
支持自定义采集周期和报警阈值，适应不同产线的工艺要求
项目技术技术组件
用途说明
.NET 8
运行时框架
WPF
桌面 UI 框架，支持 XAML 样式定制和数据绑定
CommunityToolkit.Mvvm
MVVM 框架，负责 ViewModel 和命令绑定
FreeSql
ORM 工具，用于采集数据的本地持久化存储
Serilog
结构化日志记录，便于问题排查
Modbus RTU
与 PLC 通信的工业总线协议
LiveCharts
实时趋势曲线绘制
项目代码主窗口采用上下和左右混合布局，顶部是标题栏和状态区，左侧是导航菜单，右侧 ContentControl 承载各功能页面视图。