# 螺丝自动锁付

**Repository Path**: Yubin1874/ScrewLock

## Basic Information

- **Project Name**: 螺丝自动锁付
- **Description**: 项目描述:为深入理解工业自动化软件开发流程,自主设计并实现一套螺丝扭力自动检测上位机系统。
模拟 PLC(Modbus TCP)与螺丝机(串口)双设备联动,完成扭力数据实时采集、波形绘制、OK/NG 判定及数据存储,可作为工业上位机方案的
演示原型。
技术栈:C#、WinForm、.NET Framework、SerialPort 通信、Modbus TCP、MySQL、Navicat、单例模式
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 4
- **Forks**: 1
- **Created**: 2026-06-25
- **Last Updated**: 2026-09-05

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# ScrewLock — 螺丝自动锁付系统上位机

> 基于 C# WinForms 的工业设备数据采集与监控程序，用于螺丝锁付过程中的扭力采集、实时曲线显示、结果判定与数据存储。

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## 技术栈

- **语言 / 框架**: C# .NET Framework 4.8
- **UI 技术**: Windows Forms + TableLayoutPanel 布局
- **通信协议**: Modbus TCP (PLC 控制)、Serial Port (扭力传感器)
- **数据存储**: MySQL (历史数据)、CSV (本地文件)、JSON (参数配置)
- **图表控件**: System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting

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## 功能模块

| 模块 | 说明 |
|---|---|
| **主监控界面** | 串口参数配置、PLC 连接状态、实时扭力曲线、锁付结果判定 (OK/NG) |
| **自动测试** | 基于状态机的工作流：初始化 → 等待 PLC 开始信号 → 采集扭力 → 结束判定 → 更新 UI |
| **参数设置** | PLC IP、端口、锁付起始/结束 Z 轴位置、扭力合格上限等 |
| **历史查询** | 按时间范围查询 MySQL 中的扭力记录，并以曲线图展示 |
| **数据存储** | 同时写入 CSV 文件与 MySQL 数据库，便于离线分析与长期归档 |
| **日志系统** | 按日期生成文本日志，记录运行状态与异常信息 |

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## 项目结构

```
ScrewLock/
├── ScrewLock.UI/               # WinForms 界面层
│   ├── MainForm.cs             # 主监控窗体
│   ├── DataQueryForm.cs        # 历史数据查询窗体
│   ├── ParamSetForm.cs         # 参数设置窗体
│   └── Program.cs              # 程序入口
├── ScrewLock.BLL/              # 业务逻辑层
│   └── AutoTest.cs             # 自动测试状态机
├── ScrewLock.DAL/              # 数据访问层
│   └── MySqlHelper.cs          # MySQL 数据库封装
├── ScrewLock.Models/           # 数据模型
│   ├── Param.cs                # 运行参数实体
│   ├── GlobalParam.cs          # 单例参数管理 (JSON 持久化)
│   ├── AutoTestParam.cs        # 自动测试参数
│   └── GlobalDelegates.cs      # 全局委托定义
├── ScrewLock.ModbusModule/     # PLC 通信模块
│   ├── PlcCommunication.cs     # Modbus TCP 读写封装
│   ├── PlcParam.cs             # PLC 连接参数
│   ├── PlcAddress.cs           # 寄存器地址映射
│   └── DisplayData.cs          # Modbus 字节序转换 (ABCD / CDAB 等)
├── ScrewLock.Common/           # 通用工具
│   ├── CSVFileHelper.cs        # CSV 文件写入
│   └── LogHelper.cs            # 日志写入
├── dlls/                       # 外部依赖 DLL
│   ├── ModbusProtocol.dll      # Modbus TCP 通信库
│   ├── MySql.Data.dll          # MySQL 驱动
│   └── Newtonsoft.Json.dll     # JSON 序列化库
├── Properties/                 # 程序集信息
└── ScrewLock.sln               # 解决方案文件
```

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## 依赖说明

本项目依赖以下第三方库，已放置于 `dlls/` 目录：

- **ModbusProtocol.dll** — Modbus TCP 客户端封装（用于 PLC 通信）
- **MySql.Data.dll** — MySQL 数据库驱动
- **Newtonsoft.Json.dll** — JSON 序列化与反序列化

如需还原 NuGet 包，也可自行通过 `packages.config` 安装 Newtonsoft.Json；`ModbusProtocol.dll` 为自定义封装库，需随项目一起引用。

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## 数据库配置

在 `ScrewLock.DAL/MySqlHelper.cs` 中修改数据库连接字符串：

```csharp
private static string connStr = @"Database='torque_test';Data Source='localhost';User Id='root';Password='YOUR_PASSWORD';charset='utf8';pooling=true;oldsyntax=true";
```

数据库表结构参考：

```sql
CREATE DATABASE IF NOT EXISTS torque_test;
USE torque_test;

CREATE TABLE IF NOT EXISTS torque_info (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    torque DOUBLE NOT NULL,
    test_time DATETIME NOT NULL
);
```

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## PLC 寄存器地址映射

| 寄存器地址 | 含义 | 读写 |
|---|---|---|
| 100 | 开始测试信号 | 读 / 写 |
| 101 | 结束测试信号 | 读 / 写 |
| 106 | 锁付起始 Z 轴位置 | 写 |
| 108 | 锁付结束 Z 轴位置 | 写 |

> 地址与数据格式可在 `ScrewLock.ModbusModule/PlcAddress.cs` 与 `PlcCommunication.cs` 中调整。

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## 运行环境

- Windows 7 / 10 / 11
- .NET Framework 4.8
- Visual Studio 2017+ 或 VS Code + MSBuild
- MySQL 5.7+（可选，用于历史数据存储）
- 支持串口的扭力传感器 + 支持 Modbus TCP 的 PLC

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## 注意事项

1. **串口参数**：请在主界面手动选择正确的串口号、波特率、数据位、校验位与停止位，再点击“开始”连接传感器。
2. **PLC 参数**：请在“设置”菜单中配置正确的 PLC IP 与端口（默认 502）。
3. **参数持久化**：运行参数自动保存在程序运行目录下的 `setting.dat` 文件中。
4. **数据目录**：CSV 与日志文件分别输出到 `Data/` 与 `Log/` 目录，按日期自动生成。

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## 已知问题与改进方向

- 当前耦合度较高：UI 层直接持有 `PlcCommunication` 与 `SerialPort` 实例，后续可进一步拆分为服务层与接口层。
- 数据库连接字符串为硬编码，建议迁移到 `App.config`。
- 串口数据读取与状态机逻辑可进一步解耦，便于单元测试。

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## 开源协议

本项目仅用于学习与技术交流，代码按现状提供，不做任何担保。