近年来,随着我国制造业朝向数字化及智能化的发展,对于生产车间设备的数据交互与反馈控制需求也越来越高。而现有生产车间中设备的自动化程度、数据交互方式常是不统一的,导致现有的数据交互系统多是针对性开发,缺乏一种通用的构建数据交互系统的方法。针对这一问题,本文设计了一种易扩展的数据交互系统框架,实现了采集系统功能和通道数的自定义配置,并进行了实践验证。本文主要内容如下:首先简述了数据交互相关领域技术的国内外研究现状,阐述了本文的研究意义、主要研究内容及论文结构。之后介绍了当前数字化车间的特点和存在的问题,分析了车间数据交互与控制的需求,设计采用感知层-网络层-应用层的架构作为数据交互与控制系统的总体框架,完成了框架中各层的需求分析和功能设计。其次,根据系统框架分析研究的结果完成了系统硬件开发,应用WIFI技术、设备串行通信技术等实现了感知层设备的接入。通过对硬件模块进行功能拆分完成了硬件模块化设计,实现了基于MCP23017和PCF8591的模块化有线数据交互板卡。根据系统框架层间交互方式研究结果,设计了网络层数据处理网关软件系统和上位机通信软件。基于python完成了数据处理网关系统实现了感知层硬件的数据交互,使用TCP/IP协议与上位机完成了通信。基于C#设计了上位机通信软件,实现了硬件设备与仿真软件的通信控制。最后,将本文虚实驱动数据交互系统应用在虚实驱动平台,进行功能测试和性能测试。对本系统的扩展性、稳定性、数据传输可靠性和硬件模块重构功能进行测试,证明了本系统可以实现虚实驱动功能,并且能够灵活配置系统采集点位数量和种类,为推进车间的数字化管理提供了参考和借鉴。