针对生产现场不透明、人工抄表滞后易错的问题，以C#/WPF上位机软件实现实时曲线、设备状态一屏总览与多级报警联动。
上位机软件技术架构
本方案基于C# .NET 8 + WPF开发，采用MVVM架构模式实现UI与业务逻辑解耦。ViewModel层通过INotifyPropertyChanged和ICommand实现双向数据绑定，Model层封装PLC通讯、数据库访问和报警引擎。界面渲染采用WPF硬件加速图形管线，实时曲线控件基于D3D绘图上下文，200ms级刷新不产生界面卡顿。
系统分为工艺流程画面、实时趋势、设备状态、报警中心和报表中心五大模块。工艺流程画面使用WPF的Canvas+Path元素绘制SVG矢量工艺图，设备运行状态通过DataTrigger动态切换颜色与动画效果。实时趋势控件自研开发，采用环形缓冲区存储最近3600个采样点，支持多曲线叠加、坐标轴缩放、游标定位与数据导出。
实时数据采集引擎
数据采集引擎基于System.Threading.Timer多线程模型，每个PLC连接分配独立的采集线程，通过线程池统一调度。采集到的原始数据经过工程量转换（线性化、开方、滤波）后写入共享内存数据池，界面层通过Dispatcher.Invoke跨线程更新UI。高频采样场景（<100ms）采用双缓冲机制：前台线程读取缓冲区A展示，后台线程写入缓冲区B，定时交换避免锁竞争。
采集线程配置了心跳检测机制，每5秒检测PLC连接状态，通讯异常自动重连并记录日志。采集数据写入时序数据库，支持千万级数据点存储，查询性能毫秒级响应。
报警引擎与消息推送
报警引擎采用规则驱动设计，支持阈值报警（上下限/变化率）、状态报警（设备故障/通讯断线）和组合逻辑报警（多条件AND/OR）。报警触发后进入分级处理流程：一级本地声光提示、二级短信通知班组长、三级邮件+APP推送管理层。短信网关对接阿里云短信API，APP推送基于WebSocket长连接实时下发。
历史报警数据写入SQLite/MySQL数据库，支持按时间/级别/设备/类型多维度查询，报警统计分析自动生成帕累托图识别TOP3高频故障设备。
历史回放与数据分析
所有采集数据以时间序列存储，支持压缩存储降低磁盘占用。历史回放功能通过时间轴控件选择回放时段，系统按原始采样频率重建工艺画面状态，支持快进/暂停/逐帧分析。对比分析功能支持同型号设备横向对比、不同班次纵向对比，自动标注偏差超过±2σ的异常时段供工程师排查。