一、选题背景和意义：
随着新技术、新领域的不断扩大以及我国现代化建设的迅速发展，冷轧管材的应用范围越来越广泛，质量要求也有所提升。近年来，随着国家经济的快速发展，对管材表面平整、光滑和圆润等特点的要求越来越高。在众多的管材当中，冷轧管材得到了社会各个领域的广泛重视和关注，在各个不同的领域都发挥着非常重要的作用。我国现代化进程的发展也需要优质的冷轧管材。
冷轧管材具有如下特性：组织晶粒细密、机械性能优越、物理性能稳定。高性能的冷轧管材需要稳定运行的冷轧管机，冷轧管机在轧制时，对于原始管坯厚度偏差的纠正能力很强，最终轧制出的管材几何尺寸精确，表面光洁度也十分高。与此同时，冷轧法生产冷轧管材时可节省大量中间工序，减少了原料、燃料、电能以及其它辅助器材和人力的消耗。因此，采用冷轧方法生产管材时，机器可有效地轧制出高合金、管壁薄的钢管和各种有色金属管材。
冷轧管机目前存在的问题具体表现在以下几个方面。
（1）由于之前旧式冷轧管机是回转送进部分是由机械结构控制的，只需要对主电机进行监控，而目前新型冷轧管机得到普及，回转送进部分的电机也需要监控。主电机和回转送进电机单独工作，按照原先工程设计的只能达到单独保护和监控的功能，不能协调工作，缺少对整机系统保护的概念。
（2）原先工程设计存在不足，面对主电机调速和回转送进的控制缺少记录和通信功能，限制了进一步功能的开发。由于在现有的调速器或者控制器已经比较成熟，在其硬件上增设监控器不方便，因此需要单独设计监控系统。
（3）当冷轧管机缺少监控系统时，操作工人不能及时发现异常进行停机检修，极有可能造成更大的设备损失；厂家和管理人员不能及时发现异常操作，影响产品的质量、加速设备的损耗；关于设备的状态和使用情况，技术人员只有大致的印象层面的认识，没有确切的数据支持，既不利于用户单位的设备维护管理，也不利于生产单位的产品质量监管。
鉴于以上方面，研制冷轧管机监控系统是当务之急。
本课题主要为设计一个监控系统，其功能主要包括信号采集，需要采集的信号包含主电机的励磁电流、电枢电压、电枢电流；回转电机和送进电机的励磁电流、电枢电压、电枢电流。以上信号均采用霍尔电压传感器、霍尔电流传感器变换为0-25mA、0-50mA、0-100mA的电流信号或0-4V的电压信号。电机监控，系统可以接收开门信号和系统运行/停止信号，根据它们进行信号采集，如果系统发现电机故障或异常，可以输出电机停止或断电信号。数据记录，记录每次轧管过程的电机电流电压统计数据和当前正在轧管的实时数据，便于故障观测。上传数据：通过RS485或蓝牙的方式与上位机进行通信，发送上位机所需的历史电机数据。
本课题设计能够监控冷轧管机设备的运行状态，有助于保护设备，利于生产和维护管理，降低电机故障带来的损失，最终提高冷轧管机的技术水平。
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