WPF + Modbus + LiveCharts 工业级生产监控大屏

前言

制造业加速向数字化、智能化转型的大背景下，传统的纸质报表和分散的单机监控方式已经难以满足现代工厂对实时性、协同性和可视化的需求。

本文推荐一套工厂生产数据可视化大屏系统，通过技术手段打通设备、人员与管理之间的信息壁垒，实现车间运行状态的全景式、实时化呈现。

项目介绍

系统面向中小型制造企业车间，核心目标是将原本零散、滞后的生产数据整合到一个统一的大屏界面上，使管理者能够一目了然地掌握设备运行状态、当日产量、良品率、人员绩效及异常报警等关键指标。

系统部署于车间主控室或管理层办公室，作为日常生产调度和决策支持的重要工具。

项目功能

1、实时展示设备运行状态，包括运行、停机、故障等状态分布；

2、动态更新当日产量，并与计划产量进行对比，计算完成度；

3、分产品类别显示良品率，采用环形进度条直观呈现质量水平；

4、提供历史产量与良品率趋势图，便于分析生产波动；

5、按机床统计产量，识别高/低效设备；

6、展示人员绩效完成情况，激励团队提升效率；

7、集中推送报警信息，快速响应异常事件；

8、集成环境参数（如温湿度），辅助判断生产条件是否适宜。

项目特点

• 界面采用深色科技风设计，搭配蓝白主色调，兼顾工业场景的专业感与视觉舒适度；

• 布局清晰，三栏式结构分别聚焦设备状态、核心产量指标与质量分析，信息层次分明；

• 所有图表支持秒级实时刷新，确保管理者看到的是最新生产动态；

• 关键指标（如当日产量、良品率）以数字翻牌器、环形进度条等直观形式呈现，降低理解门槛；

• 报警信息集中展示，异常事件一目了然，助力快速响应；

项目技术

1、WPF 框架，充分发挥其矢量图形渲染和样式定制能力；

2、通过 NModbus 库实现与 PLC 等工业设备的 Modbus TCP/RTU 通信；

3、NModbus 模块内置断线自动重连机制与数据 CRC 校验，确保工业现场通信的高可靠性；

4、可视化图表由LiveCharts 库驱动，支持动态更新折线图、柱状图、饼图和环形图；

5、整体架构严格遵循 MVVM（设计模式，实现界面与业务逻辑完全解耦；

6、自定义控件（如 CircularProgressBar）封装复用，提升开发效率与界面一致性；

7、XAML 中大量使用数据绑定、样式模板和值转换器，减少代码冗余，增强可维护性。

项目代码

报警数据初始化

public MainViewModel() { #region 报警数据初始化 Alarms = new ObservableCollection<string>(); //Alarms.Add("【H338->厂务冷却水入水温度[℃]】 34->10:00"); //Alarms.Add("【H338->厂务冷却水入水温度[℃]】 34->10:00"); //Alarms.Add("【H338->厂务冷却水入水温度[℃]】 34->10:00"); //Alarms.Add("【H338->厂务冷却水入水温度[℃]】 34->10:00"); #endregion YeildValues1 = new ChartValues<ObservableValue>(); YeildValues2 = new ChartValues<ObservableValue>(); for (int i = 0; i < 12; i++) { YeildValues1.Add(new ObservableValue(random.Next(20, 380))); YeildValues2.Add(new ObservableValue(random.Next(20, 300))); } #region 不良分布初始化 BadScatter = new List<BadItemModel>(); string[] BadNames = newstring[] { "缺角A", "缺角B", "缺角C", "缺角D", "缺角E", "缺角E", "缺角F", "缺角G" }; for (int i = 0; i < BadNames.Length; i++) { BadScatter.Add(new BadItemModel() { Title = BadNames[i], Size = 180 - 20 * i, Value = 0.9 - 0.1 * i }); } #endregion #region 质量控制 string[] quality = newstring[] { "机床-1", "机床-2", "机床-3", "机床-4", "机床-5", "机床-6", "机床-7", "机床-8", "机床-9", "机床-10" }; QualityList = new List<CompareItemModel>(); foreach (var q in quality) { QualityList.Add(new CompareItemModel() { Name = q, PlanValue = random.Next(100, 200), FinishedValue = random.Next(10, 150), }); } #endregion TcpClient tcpClient = new TcpClient(); //tcpClient.Connect("127.0.0.1", 502); Modbus.Device.ModbusIpMaster master = Modbus.Device.ModbusIpMaster.CreateIp(tcpClient); task = Task.Run(async () => { while (!cts.IsCancellationRequested) { await Task.Delay(1000); // 持续获取现场数据 ushort[] values = master.ReadHoldingRegisters(1, 0, 1); CurrentYeild = values[0].ToString("000000"); // 添加报警 Application.Current.Dispatcher.Invoke(() => { Alarms.Insert(0, "【H338->厂务冷却水入水温度[℃]】 34->20:00"); if (Alarms.Count > 6) Alarms.RemoveAt(Alarms.Count - 1);// 滚动 停留 }); } }, cts.Token); }

项目效果

为工厂开发实时生产监控大屏系统，实现车间设备状态、生产数据、质量指标的可视化监控，替代传统纸质报表和分散的单机监控，用于提升生产响应效率。

项目源码

项目源码采用模块化组织，主要包括Views（界面层）、ViewModels（逻辑层）、Models（数据层）、Services（通信服务）和Controls（自定义控件）等目录。

XAML文件中大量使用样式模板和绑定表达式，减少冗余代码。

自定义的CircularProgressBar控件则封装了环形进度逻辑，便于在多个场景中调用。

为了防止丢失，可以在评论区留言关键字「监控大屏」，即可获取完整源码地址。

总结

这套工厂生产数据可视化大屏系统不仅是技术的集成，更是对传统生产管理模式的一次优化升级。它用数据说话，用图形表达，让"看不见"的生产过程变得"看得见、管得住、调得快"。

未来，随着更多传感器和边缘计算设备的接入，系统还将进一步拓展预测性维护、能耗分析等高级功能，持续赋能智能制造。

关键词

#工厂可视化、#WPF、#NModbus、#LiveCharts、#MVVM、#生产监控、#实时数据、#大屏系统、#设备状态