本发明属于连铸机控制技术领域，特别涉及一种连铸机智能控制平台。
背景技术：
目前精炼、连铸生产装备连铸机控制依靠分布式设计、网络化技术，已经具备较高的自动化水平，但高品质特殊钢的精炼、连铸生产过程本身具有很多复杂的时变性、非线性、不确定的因素，现有控制模式很难满足要求。
云计算技术在不同领域得到了成功应用，为数据的可靠存储和高效管理和利用提供了平台支持，使得用户能够共享数据和服务，极大的提高了资源的利用率，并能够为智能决策提供支持。但是在连铸生产过程中云计算技术还没有得到实际的应用。
现阶段，连铸生产过程整体智能化架构还没有形成，生产线中各子系统并没进行合理有效的集成，制约了生产工艺、生产过程的进一步优化和产品质量的提升。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种连铸机智能控制平台，实现各子系统开发过程的监督与管理、透明地异构数据交换、智能决策与协同工作以及数据的集中存储和管理。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种连铸机智能控制平台，包括数据库1，数据库1与开放式统一标准异构数据管理平台2双向连接，开放式统一标准异构数据管理平台2和私有云系统3双向连接，私有云系统3的输出和智能分析决策系统4的输入连接。
所述的数据库1包括现场数据库5和实验室数据库6，所述的现场数据库5包括结晶机参数数据库5-1、结晶器可视化数据库5-2、二维传热模型数据库5-3、动态下轻压系统数据库5-4和动态而冷水系统数据库5-5，现场数据库5用来收集生产现场的实时数据；所述的实验室数据库6包括结晶器流场系统数据库6-1、钢种热物性参数数据库6-2、中间包水利学模型数据库6-3、二冷区边界条件数据库6-4和板坯连铸工艺数值仿真数据库6-5，实验室数据库6用来收集实验室产生的实验数据。
所述的开放式统一标准异构数据管理平台2包括内外网数据交换7、中间数据处理8和异构数据交换9，内外网数据交换7的输入和数据库1的输出连接，内外网数据交换7通过中间数据处理8和异构数据交换9双向连接；所述的内外网数据交换7包括异构应用系统整合组件7-1、数据信息交换组件7-2和业务流程管理组件7-3，异构应用系统整合组件7-1用来建立接口整合各个子系统的控制过程，使得连铸生产各子系统能够使用一种统一和通用的方式进行交互，实现子系统间的协同工作；数据信息交换组件7-2用来完成各个子系统的数据交换与协同控制；业务流程管理组件7-3采用Web Service融合各个子系统的控制流程，协调各个子系统间的工作过程，优化各个子系统间的控制方式；所述的中间数据处理8包括数据过滤组件8-1和数据分类组件8-2，数据过滤组件8-1针对经过异构数据交换接口得到的连铸机各子系统数据，利用数据挖掘预处理方法进行噪声、冗余及错误的过滤功能；数据分类组件8-2针对过滤后的连铸机各子系统数据，对其进行分类，传输到内外网数据交换中，实现异构数据的整合；所述的异构数据交换9包括信息交换与沟通组件9-1和异构数据转换组件9-2，信息交换与沟通组件9-1用来从铸造现场向研究所实验室采集所需的数据，实现数据的量化编码、采样，然后发送到异构数据转换组件，转换成标准的数据格式，并可以将智能决策平台的决策结果反馈到铸造现场；异构数据转换组件9-2用来转换各子系统的异构数据，实现子系统间的信息交换与协调。
所述的私有云系统3包括应用层10、平台层11和物理层12，通过应用层10提供数据处理与分析服务；所述的应用层10包括工艺数据库10-1、历史数据库10-2、实时数据库10-3和子系统服务10-4；所述的平台层11包括虚拟机实例11-1、虚拟机管理系统11-2、存储管理系统11-3和中间件11-4；所述的物理层12包括高性能服务器12-1、存储阵列12-2、交换机12-3和VPN12-4；数据经由VPN12-4传输至私有云内网，通过交换机12-3传输至各个子系统进行分析以及各个数据库中进行存储，各个子系统间的数据通过中间件11-4进行通信，虚拟机实例11-1用于提供各个数据库以及子系统的运行环境，虚拟机管理系统11-2管理和监控虚拟机的运行，存储阵列12-2为虚拟机提供存储，存储管理系统11-3管理和监控存储阵列的运行。
所述的智能决策系统4包括智能分析决策系统协作接口4-1、知识获取接口4-2、知识推理接口4-3、知识解释模块4-4和知识库4-5，智能分析决策系统协作接口4-1的第一、第二、第三输出分别和知识获取接口4-2、知识推理接口4-3、知识解释模块4-4的输入连接，知识获取接口4-2、知识推理接口4-3、知识解释模块4-4的输出分别和知识库4-5的第一、第二、第三输入连接；智能分析决策系统协作接口4-1用来收集来自各个子模块的信息，用于建立知识库和规则库以及数据分析，并将分析的结果和信息反馈到各个子模块中,与物理实验室及仿真实验室进行数据交互获取数据；通过知识获取接口4-2、知识推理接口4-3、知识解释模块4-4构建知识库4-5；知识获取接口4-2用来从各个子系统中获取知识，将知识进行分类汇总后，存入知识库4-5中，若新获取的知识与已有的知识之间的内容有区别，则用新获取的知识替代这部分已有的知识；知识推理接口4-3用来根据当前已知的事实，利用知识库中的知识及规则库中的规则，按推理方法和控制策略进行推理，求得推理结果，协调各子系统间的工作过程；知识解释模块4-4用来跟踪并记录推理过程，当用户需要对求解过程给出解释时，将根据问题的要求分别做相应的处理，最后把解答用约定的形式通过人机接口输出给用户；知识库4-5用来保存从数据中学习的知识，解决之前出现过的相似问题，支持知识的增量性更新。
本发明的有益效果为：
(1)连铸机智能控制平台可以协同各个子系统进行智能化控制，对子系统进行集成，形成逐级控制的智能化系统，实现连铸生产的整体智能化；
(2)采用基于桥接模式的集成方法，建立开发式统一标准异构数据管理平台可以实现各个子系统的协同工作，同时按照一定策略自动完成从铸造现场向研究所数据中心采集所需数据的任务；
(3)通过引入机器学习技术，构建智能化分析决策平台，建立能够适应连铸生产线时变性、非线性、不确定等特性的学习推力模型，为高品质钢特厚大型板坯连铸生产线提供技术保障，从而很好地解决各环节间的逐级控制及整个过程的优化和故障诊断问题；
(4)面向连铸机智能控制平台的私有云架构设计，为数据提供平台化的高效存储机制与管理机制，实现数据共享和服务支持，提高资源的利用率。将连铸生产线各系统的数据收集并汇总在云平台上进行管理与利用，从而为连铸生产智能化提供支持。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细描述。
本实施例根据项目组合管理(Project Portfolio Management,PPM)和能力成熟度模型(Capability Maturity Model for Software,CMM)监督各个子系统的开发过程，并采用基于桥接模式的集成方法对项目的各个子系统进行集成，优化系统的整体效益。
参见图1，一种连铸机智能控制平台，包括数据库1，数据库1与开放式统一标准异构数据管理平台2双向连接，开放式统一标准异构数据管理平台2和私有云系统3双向连接，私有云系统3的输出和智能分析决策系统4的输入连接。
所述的数据库1包括现场数据库5和实验室数据库6，所述的现场数据库5包括结晶机参数数据库5-1、结晶器可视化数据库5-2、二维传热模型数据库5-3、动态下轻压系统数据库5-4和动态而冷水系统数据库5-5，现场数据库5用来收集生产现场的实时数据；所述的实验室数据库6包括结晶器流场系统数据库6-1、钢种热物性参数数据库6-2、中间包水利学模型数据库6-3、二冷区边界条件数据库6-4和板坯连铸工艺数值仿真数据库6-5，实验室数据库6用来收集实验室产生的实验数据。
所述的开放式统一标准异构数据管理平台2包括内外网数据交换7、中间数据处理8和异构数据交换9，内外网数据交换7的输入和数据库1的输出连接，内外网数据交换7通过中间数据处理8和异构数据交换9双向连接；所述的内外网数据交换7包括异构应用系统整合组件7-1、数据信息交换组件7-2和业务流程管理组件7-3，异构应用系统整合组件7-1用来建立良好的接口整合各个子系统的控制过程，使得连铸生产各子系统能够使用一种统一和通用的方式进行交互，实现子系统间的协同工作；数据信息交换组件7-2用来完成各个子系统的数据交换与协同控制；业务流程管理组件7-3采用Web Service融合各个子系统的控制流程，协调各个子系统间的工作过程，优化各个子系统间的控制方式；所述的中间数据处理8包括数据过滤组件8-1和数据分类组件8-2，数据过滤组件8-1针对经过异构数据交换接口得到的连铸机各子系统数据，利用数据挖掘预处理方法进行噪声、冗余及错误的过滤功能，提高数据的可用性，为智能决策和控制提供支持；数据分类组件8-2针对过滤后的连铸机各子系统数据，对其进行分类，传输到内外网数据交换中，实现异构数据的整合；所述的异构数据交换9包括信息交换与沟通组件9-1和异构数据转换组件9-2，信息交换与沟通组件9-1用来从铸造现场向研究所实验室采集所需的数据，实现数据的量化编码、采样，然后发送到异构数据转换组件，转换成标准的数据格式，并可以将智能决策平台的决策结果反馈到铸造现场；异构数据转换组件9-2用来转换各子系统的异构数据，实现子系统间的信息交换与协调。
所述的私有云系统3包括应用层10、平台层11和物理层12，通过应用层10提供数据处理与分析服务；所述的应用层10包括工艺数据库10-1、历史数据库10-2、实时数据库10-3和子系统服务10-4；所述的平台层11包括虚拟机实例11-1、虚拟机管理系统11-2、存储管理系统11-3和中间件11-4；所述的物理层12包括高性能服务器12-1、存储阵列12-2、交换机12-3和VPN12-4；数据经由VPN12-4传输至私有云内网，通过交换机12-3传输至各个子系统进行分析以及各个数据库中进行存储，各个子系统间的数据通过中间件11-4进行通信，虚拟机实例11-1用于提供各个数据库以及子系统的运行环境，虚拟机管理系统11-2管理和监控虚拟机的运行，存储阵列12-2为虚拟机提供存储，存储管理系统11-3管理和监控存储阵列的运行。
所述的智能决策系统4包括智能分析决策系统协作接口4-1、知识获取接口4-2、知识推理接口4-3、知识解释模块4-4和知识库4-5，智能分析决策系统协作接口4-1的第一、第二、第三输出分别和知识获取接口4-2、知识推理接口4-3、知识解释模块4-4的输入连接，知识获取接口4-2、知识推理接口4-3、知识解释模块4-4的输出分别和知识库4-5的第一、第二、第三输入连接；智能分析决策系统协作接口4-1用来收集来自各个子模块的信息，用于建立知识库和规则库以及数据分析，并将分析的结果和信息反馈到各个子模块中,与物理实验室及仿真实验室进行数据交互获取数据；通过知识获取接口4-2、知识推理接口4-3、知识解释模块4-4构建知识库4-5；知识获取接口4-2用来从各个子系统中获取知识，将知识进行分类汇总后，存入知识库4-5中，若新获取的知识与已有的知识之间的内容有区别，则用新获取的知识替代这部分已有的知识；知识推理接口4-3用来根据当前已知的事实，利用知识库中的知识及规则库中的规则，按推理方法和控制策略进行推理，求得推理结果，协调各子系统间的工作过程；知识解释模块4-4用来跟踪并记录推理过程，当用户需要对求解过程给出解释时，将根据问题的要求分别做相应的处理，最后把解答用约定的形式通过人机接口输出给用户；知识库4-5用来保存从数据中学习的知识，解决之前出现过的相似问题，提高知识可复用能力，支持知识的增量性更新。
本发明的工作原理如下：连铸机智能控制平台在运行过程中，数据库1的的实时数据传输给开放式统一标准异构数据管理平台2的内外网数据交换7，内外网数据交换7在对异构数据进行格式转换、数据过滤及分类处理的基础上，实现各个子系统异构数据的整合、子系统间的协同工作；再通过中间数据处理8、异构数据交换9实现开放式统一标准异构数据管理，中间数据处理8用来对格式转换后的连铸机各子系统数据，进行数据的过滤和分类处理，提高各子系统数据的可用性，为智能决策及子系统间的协同工作提供支持；异构数据交换9实现各子系统之间信息交换与协调的基础平台，涉及各子系统与铸造现场的相关数据，而这些数据的格式是异构的，采用标准的数据格式转换机制转换各子系统的异构数据，实现子系统间的信息交换与协调。开放式统一标准异构数据管理平台2输出的信息经过私有云系统3传输给智能决策系统4，私有云系统3根据连铸机智能控制平台的功能需求，结合云计算技术，构建企业级私有云，为项目的各个子系统提供共享的数据平台，便于数据的有效利用以及移动终端设备的便捷访问，实现数据的可靠、稳定和分布式管理，为仿真计算服务提供平台基础与指导；智能决策系统4通过开放式统一标准异构数据管理平台2采集各子系统的数据，从中提取知识和规则，并对各子系统间的过程控制进行决策，协调各子系统间的工作过程，实现过程控制与智能决策一体化。