PLC 数据采集系统

📌 项目概述

本项目旨在通过动态收集来自 PLC（可编程逻辑控制器）的数据，为用户提供实时监控和分析工业设备运行状态的能力。支持多种 PLC 类型、实时数据采集、消息队列、高效数据存储等功能，适用于工业自动化过程中的监控与控制、设备性能分析及故障诊断。

---

🚀 核心功能

• 高效通讯：基于 Modbus TCP 协议，实现稳定的高效通讯
• 消息队列：支持数据缓存至 RabbitMQ、Kafka 或 本地消息队列，用于高并发数据采集
• 数据存储：支持存储至本地 SQLite 数据库或云存储
• 日志记录：支持自定义日志记录方式，便于问题排查与系统监控
• 多 PLC 数据采集：支持从多个 PLC 周期性地采集实时数据
• 错误处理：支持断线重连与超时重试，确保系统稳定运行
• 频率控制：可配置采集频率，支持毫秒级控制
• 动态配置：通过配置定义采集表、列名、频率，支持自定义数据点和采集方式
• 多平台支持：兼容 .NET Standard 2.0 和 2.1
• 操作系统：支持 Windows、Linux、macOS

---

🛠️ 安装与使用

1️⃣ 克隆仓库

git clone https://github.com/liuweichaox/DataAcquisition.git

2️⃣ 配置文件

在 Configs 文件夹中，每个表对应一个独立的 JSON 文件，您可以根据需要修改配置。配置文件定义了 PLC 信息、寄存器地址、数据类型等内容。

配置文件定义

• IsEnabled: 是否启用该配置。
• Code: 采集器代码，用于标识不同的采集器。
• Host: PLC IP 地址。
• Port: PLC 端口。
• DriverType: PLC 驱动类型，支持 MelsecA1ENet、MelsecA1EAsciiNet、InovanceTcpNet。
• HeartbeatMonitorRegister: 心跳监控寄存器地址。
• HeartbeatPollingInterval: 心跳监控间隔（毫秒）。
• StorageType: 数据存储类型，支持 SQLite、MySQL、PostgreSQL、SQLServer。
• ConnectionString: 数据库连接字符串。
• Modules: 采集模块配置。
  • ChamberCode: 采集通道代码，用于标识不同的采集通道。
  • Trigger: 触发配置。
    • Mode: 触发模式，支持: Always：无条件触发、ValueIncrease：数值增加时触发、ValueDecrease：数值减少触发、RisingEdge：上升沿触发（表示从 0 变成 1 时采集）、FallingEdge：下降沿触发（表示从 1 变成 0 时采集）
    • Register: 触发寄存器地址。
    • DataType: 触发寄存器数据类型。
  • BatchReadRegister: 批量读取寄存器地址。
  • BatchReadLength: 批量读取寄存器长度。
  • TableName: 数据库表名。
  • DataPoints: 数据点配置。
    • ColumnName: 数据库列名。
    • Index: 寄存器索引。
    • StringByteLength: 字符串字节长度。
    • Encoding: 字符串编码，支持 UTF8、GB2312、GBK、ASCII。
    • DataType: 寄存器数据类型。
    • EvalExpression: 数据转换表达式，支持简单的数学表达式，例如 value / 1000.0。

---

示例配置 (Configs/M01_Metrics.json):

{
  "IsEnabled": true,
  "Code": "M01C123",
  "Host": "192.168.1.110",
  "Port": 4104,
  "DriverType": "MelsecA1EAsciiNet",
  "HeartbeatMonitorRegister": "D6061",
  "HeartbeatPollingInterval": 2000,
  "StorageType": "MySQL",
  "ConnectionString": "Server=127.0.0.1;Database=daq;Uid=root;Pwd=123456;Connect Timeout=30;SslMode=None;",
  "Modules": [
    {
      "ChamberCode": "M01C01",
      "Trigger": {
        "Mode": "Always",
        "Register": null,
        "DataType": null,
        "PollInterval": 0
      },
      "BatchReadRegister": "D6000",
      "BatchReadLength": 70,
      "TableName": "m01c01_sensor",
      "DataPoints": [
        {
          "ColumnName": "up_temp",
          "Index": 2,
          "StringByteLength": 0,
          "Encoding": null,
          "DataType": "short",
          "EvalExpression": ""
        },
        {
          "ColumnName": "down_temp",
          "Index": 4,
          "StringByteLength": 0,
          "Encoding": null,
          "DataType": "short",
          "EvalExpression": "value / 1000.0"
        }
      ]
    },
    {
      "ChamberCode": "M01C02",
      "Trigger": {
        "Mode": "RisingEdge",
        "Register": null,
        "DataType": null,
        "PollInterval": 0
      },
      "BatchReadRegister": "D6100",
      "BatchReadLength": 200,
      "TableName": "m01c02_sensor",
      "DataPoints": [
        {
          "ColumnName": "up_set_temp",
          "Index": 2,
          "StringByteLength": 0,
          "Encoding": null,
          "DataType": "short",
          "EvalExpression": ""
        },
        {
          "ColumnName": "down_set_temp",
          "Index": 4,
          "StringByteLength": 0,
          "Encoding": null,
          "DataType": "short",
          "EvalExpression": "value / 1000.0"
        }
      ]
    }
  ]
}

⚙️ 配置 DataAcquisitionService

在 Startup.cs 中配置 IDataAcquisitionService 实例，负责管理数据采集任务。

builder.Services.AddSingleton<IMessageService, MessageService>(); // 消息服务
builder.Services.AddSingleton<IPlcDriverFactory, PlcDriverFactory>(); // PLC 驱动工厂
builder.Services.AddSingleton<IDataStorageFactory, DataStorageFactory>(); // 数据存储工厂
builder.Services.AddSingleton<IQueueManagerFactory, QueueManagerFactory>(); // 消息队列工厂
builder.Services.AddSingleton<IDataAcquisitionService, DataAcquisitionService>(); // 数据采集服务
builder.Services.AddSingleton<IDataProcessingService, DataProcessingService>(); // 数据处理服务
builder.Services.AddSingleton<IDeviceConfigService, DeviceConfigService>(); // 设备配置服务

builder.Services.AddHostedService<DataAcquisitionHostedService>(); // 数据采集托管服务

---

📑 API 文档

获取 PLC 连接状态

• GET /api/DataAcquisition/GetPlcConnectionStatus
• 返回：PLC 连接状态字典

---

🤝 贡献

如果您想为该项目贡献代码，欢迎提交 Pull Request！在提交之前，请确保代码通过了所有单元测试，并且没有引入任何破坏性变化。

📄 许可

本项目使用 MIT 许可证，详情请参阅 LICENSE 文件。

---

感谢您使用 PLC 数据采集系统！如有问题，欢迎提出 issue 或进行讨论。 🎉

---