随着工业自动化的发展,对部署在现场的数据采集需求日益广泛,这些系统软件及底层硬件模块需求多变,底层硬件可采用可重构硬件平台或外购模块组合实现,但配套的软件则只能用嵌入式编程的方式实现,开发门槛高;可编程工业控制器标准IEC61131-3编程语言通过图形化组态方式实现应用开发,可以较好解决上述问题。但这种编程系统,例如华中数控工业控制器编程系统HZICP一般面向的是基于现场总线的模块化可重构的硬件平台,相比专门设计的嵌入式数据采集系统成本上不具有优势。为了在变化的硬件平台上实现图形化开发,本课题提出了一种独立于硬件的纯逻辑组件实现图形化组态开发的数据采集应用逻辑,实现快速的硬件适配和图形化应用开发。本论文的主要研究内容如下:通过对数据采集系统进行需求分析,本课题采用京微雅格CME-M7国产双核SoC芯片进行低成本通用硬件平台设计,利用M7处理器丰富的管脚资源进行核心板的硬件设计,实现了多种现场总线接口和外设接口,满足与多种硬件模块的连接。在该平台上以数据采集系统最为常见的人机界面数据显示和数据存储上报功能需求为例,对两套外购硬件模块在底层驱动、协议适配和插件接口等方面进行了适配,实现了数据采集系统的硬件平台设计。通过对HZICP自带的插件机制进行研究,实现插件与底层硬件系统的连接,对插件进行纯逻辑编程,从而实现数据采集系统的图形化组态开发。本课题以数据显示、存储上报为需求,根据迪文组态软件的界面协议,开发了与之配套的协议插件,实现了人机界面的图形化组态开发,根据云数据存储的MQTT协议,实现了数据上报和存储的图形化组态开发。最后对本文的研究成果进行应用,开发了电感式位移表和电梯数据采集仪两个装置。并根据功能需求搭建实验平台,分别对两个应用案例进行功能和性能测试。通过对性能参数的测试结果进行分析,证明了本课题提出的图形化组态编程方法的正确性,完成了设计目标。