在“中国制造2025”的战略规划下,我国制造企业面临转型升级的新需求。新一代的信息技术应用于工业自动化生产线中,加速提高智能化水平和生产效率。本文以校企合作项目为契机,针对磷铜球机组的改造需求,旨在提高工业智能化水平。根据现场状态监测的需求,提出了一套由电气系统、机械系统、液压系统、监控系统和故障诊断系统构成的生产线一体化控制;设计了基于西门子PLC的磷铜球生产线,对其关键单元进行了描述;构建以WINCC为核心的车间级监控中心及远程运维体系;对导致设备运行故障的原因进行分析,建立了基于故障树理论的专家系统,完成现场故障诊断。本着智能制造的思想,本文以改造磷铜球液压成型机组、构建车间级监控平台与故障诊断专家系统为目的,其工作内容如下:第一,本课题以该企业镦压车间为研究背景,以车间一条磷铜球生产线为自动化实施对象。基于磷铜球生产控制要求,从生产流程出发,分析了机组的组成、生产线的工作原理,对其定尺送进和镦球位置精确控制策略进行了研究,提出了自动化生产线的总体布局、车间级生产监控平台及故障诊断专家系统总体方案。第二,在自动化生产线方面,构建了基于PLC的工业以太网现场总线控制系统,通过企业局域网构建了C/S架构的分布式监控。选用经济型S7-200 SMART PLC为控制器,结合电源模块,I/O模块,扩展模块,传感器,交换机构成控制系统,以分布式I/O实现设备的数字化和网络化应用于现场,并设计了HMI来实现设备参数的过程监控。在车间级监控平台上,使用WINCC组态软件对设备运行阶段关键参数进行监测,结合车间信息化集成要求,组态了登录界面,显示界面,报警界面,调试界面,趋势图及其他常用功能。车间监控计算机采用OPC客户端通过OPC接口访问OPC服务器监控现场多台设备,实时接收监测信号,及时发现生产过程中的问题,调节设备工作状态;设计了VPN远程运维体系。第三,针对生产过程中常见的故障问题,通过将故障树理论与专家系统相融合,构建了基于故障树分析的专家系统。着重列出了磷铜球生产质量不合格与液压系统故障的故障树模型。通过CLISP设计专家系统知识库和推理机,以故障树作为知识源,以产生式规则编写知识库。C++负责设计人机交互界面和功能程序的编写。用SQL SERVER作为专家系统数据库,负责存储数据和对知识库进行添加和修改。以设备运行参数为征兆确定故障的组件,通过有效推理得出故障原因,从而保证磷铜球生产线运行的安全性,对整个生产系统具有重要意义。