一种基于RGB分段函数控制模型的大数据可视化方法与流程

本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种基于rgb分段函数控制模型的大数据可视化方法。

背景技术：

目前，大型电站锅炉系统中主要有过热器，再热器，水冷壁等设备，为了更好的实时监测和分析炉膛燃烧的状况，电厂需要对锅炉温度场进行三维模拟，利用大数据可视化展示，方便现场人员直观查看各设备区域的温度分布，合理调整燃烧温度，由于在三维模型系统中局部部分温度参数值存在差异和变化，但是幅度较小，在画面上显示温度的颜色相近难以利用人眼进行区分，现场运行人员不能及时判断设备温度状态是否合适，无法直观有效地调整炉膛燃烧，避免设备超温，确保机组安全稳定的运行。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述不足，本发明提出了一种基于rgb分段函数控制模型的大数据可视化方法，能够实现锅炉温度数据的可视化。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于rgb分段函数控制模型的大数据可视化方法，具体包括以下步骤：

s1：通过布置在锅炉系统内的温度传感器获取全系统的温度大数据，并通过三维软件构建锅炉系统的三维模型；

s2：根据s1采集的锅炉不同部件的温度大数据，定义正常温度区间与极端温度区间，并为每个温度区间匹配相应的颜色，所述颜色通过rgb组合控制颜色显示，采用颜色模拟温度渐变，实现锅炉温度的可视化；

s3：对于温度变化连续，区间分明的锅炉部件，制作色温对照表，进行函数拟合，得到色系与温度的对应关系；

s4：对于温度区间比较集中，温度变化不明显的锅炉部件，将温度区间进行划分，再结合s3中的色温对应关系计算各区间的分段函数，从而根据测点的实际温度推算该测点的rgb色系值；

s5：将s4中获得的rgb色系值输入至大数据可视化展示平台，进行温度颜色的可视化展示。

进一步的，s2中为每个温度区间匹配相应的颜色，正常温度区间采用绿色表示，高温区间采用红色表示，低温区间采用蓝色表示，偏高温区间采用橙色表示，偏低温度区间采用青色表示，在同一个温度区间中用颜色的深暗程度来模拟不同温度，实现采用颜色模拟温度渐变的过程。

进一步的，s3中色系与温度的对应关系为：r＝(1/t-t)*255，g＝(1-|1-2t/t|)*255,b＝(1-t/t)*255，其中，温度t的变化范围为(0-t)之间，r、g、b可变范围为0-255。

进一步的，s4中确定测点温度在几个重要节点时所对应的颜色，并根据节点温度对温度区间进行划分，根据节点颜色确定各温度区间中节点温度所对应的rgb值，将节点温度和对应颜色rgb值组成坐标系点，根据每个区间的坐标系点再结合s3中的色温度关系得到各区间的分段函数。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提出的一种基于rgb分段函数控制模型的大数据可视化方法，通过构建锅炉系统三维模型图，获取系统各点的温度参数值，并用红黄蓝三色组合的方式对温度进行颜色区分展示；然后根据温度-rgb的对照关系，拟合得到色温函数；然后将温度变化不明显的区间划分，利用rgb分段函数进行计算处理，从而得到实测温度的rgb值，传输至大数据平台进行温度可视化展示，给运行人员提供调整锅炉燃烧的参考依据，确保机组的稳定正常运行。

附图说明

图1为采用本发明实施例所述的一种基于rgb分段函数控制模型的大数据可视化方法检测低温过热器/低温再热器的温度-色系图；

图2为采用本发明实施例所述的一种基于rgb分段函数控制模型的大数据可视化方法检测屏式过热器的温度-色系图；

图3为采用本发明实施例所述的一种基于rgb分段函数控制模型的大数据可视化方法检测高温过热器/高温再热器的温度-色系图；

图4为采用本发明实施例所述的一种基于rgb分段函数控制模型的大数据可视化方法检测螺旋水冷壁的温度-色系图；

图5为采用本发明实施例所述的一种基于rgb分段函数控制模型的大数据可视化方法检测垂直水冷壁的温度-色系图。

具体实施方式

展示一下实例来具体说明本发明的某些实施例，且不应解释为限制本发明的范围。对本发明公开的内容可以同时从材料、方法和反应条件进行改进，所有这些改进，均应落入本发明的精神和范围之内。

锅炉系统中垂直水冷壁、低温过热器、低温再热器、屏式过热器、高温过热器、高温再热器及螺旋水冷壁的温度测点数量多，数据量大，正常运行时，测点处于中间温度比较集中，进行大数据可视化展示时，颜色随温度变化不明显，可视化展示效果差。经过试验，确定测点温度在几个重要节点时所对应的颜色，此温度称之为节点温度，对应的颜色称之为节点颜色。根据节点温度将温度参数值划分为多个区间，根据节点颜色确定各温度区间中节点温度所对应的rgb值，将节点温度和对应颜色rgb值组成坐标系点(x1(节点温度)，y11(b))，(x2(节点温度)，y12(b))，(x3(节点温度)，y13(b))；(x2(节点温度)，y21(g))，(x3(节点温度)，y22(g))，(x4(节点温度)，y23(g)),(x5(节点温度)，y24(g))，(x3(节点温度)，y31(r))；(x4(节点温度)，y32(r))，(x5(节点温度)，y33(r))，(x6(节点温度)，y34(r)),…。对每个温度区间，根据坐标系点，求解温度-色系函数，每个温度区间都有相应r、g、b控制函数，将各个区间r、g、b函数分别组合起来，就是整个温度段关于r、g、b的分段函数，将测点实际温度作为分段函数的输入，则分段函数的输出为rgb色系值，根据大数据中每个测点温度的按照其色系值输入至大数据可视化展示平台，在三维模型中进行温度颜色的可视化展示。

实施例1

低温过热器、低温再热器中温度的可视化方法，具体包括以下步骤：

s11：通过三维软件建立锅炉系统低温过热器/低温再热器的三维模型，通过现场温度传感器获取低温过热器/低温再热器内部温度测点的参数值，如图1所示；

s12：将锅炉系统中低温过热器/低温再热器的温度区间进行划分，分为0-350℃，350-375℃，375-400℃，400-425℃，425-450℃和450-650℃六段区间；

s13：根据温度参数计算分段函数关系式，以下为各段温度颜色的函数计算式：

第一段区间0-350℃：函数关系式为r＝0，g＝0，b＝(1/350*t)*255；

第二段区间350-375℃：函数关系式为r＝0，g＝(1/50*(t-350))*255，b＝255；

第三段区间375-400℃：函数关系式为r＝0，g＝(0.5+1/50*(t-375))*255，b＝(1-1/25*(t-375))*255；

第四段区间400-425℃：函数关系式为r＝(1/25*(t-400))*255，g＝255，b＝0；

第五段区间425-450℃：函数关系式为r＝255，g＝(1-1/25*(t-425))*255，b＝0；

第六段区间450-650℃：函数关系式为r＝(1-1/200*(t-450))*255，g＝0，b＝0；

s14：根据函数计算的色系值来确定温度颜色，将温度区间较集中的颜色可以直接区分开来，绿色代表良好，红色代表超出，蓝色代表过低，橙色代表偏高，青色代表偏低，给运行人员提供调整锅炉低温过热器/低温再热器燃烧的参考依据。

实施例2

屏式过热器中温度的可视化方法，具体包括以下步骤：

s11：通过三维软件建立锅炉系统屏式过热器三维模型，通过现场温度传感器获取屏式过热器内部温度测点的参数值，如图2所示；

s12：将锅炉系统中屏式过热器的温度区间进行划分，分为0-450℃，450-475℃，475-500℃，500-525℃，525-550℃和550-650℃六段区间；

s13：根据温度参数计算分段函数关系式，以下为各段温度颜色的函数计算式：

第一段区间0-450℃：函数关系式为r＝0，g＝0，b＝(1/450*t)*255；

第二段区间450-475℃：函数关系式为r＝0，g＝(1/50*(t-450))*255，b＝255；

第三段区间475-500℃：函数关系式为r＝0，g＝(0.5+1/50*(t-475))*255，b＝(1-1/25*(t-475))*255；

第四段区间500-525℃：函数关系式为r＝(1/25*(t-500))*255，g＝255，b＝0；

第五段区间525-550℃：函数关系式为r＝255，g＝(1-1/25*(t-525))*255，b＝0；

第六段区间550-650℃：函数关系式为r＝(1-1/100*(t-550))*255，g＝0，b＝0；

s14：根据函数计算的色系值来确定温度颜色，将温度区间较集中的颜色可以直接区分开来，绿色代表良好，红色代表超出，蓝色代表过低，橙色代表偏高，青色代表偏低，给运行人员提供调整锅炉屏式过热器燃烧的参考依据。

实施例3

高温过热器、高温再热器中温度的可视化方法，具体包括以下步骤：

s11：通过三维软件建立锅炉系统高温过热器/高温再热器三维模型，通过现场温度传感器获取高温过热器/高温再热器内部温度测点的参数值，如图3所示；

s12：将锅炉系统中高温过热器/高温再热器的温度区间进行划分，分为0-500℃，500-525℃，525-550℃，550-575℃，575-600℃和600-650℃六段区间；

s13：根据温度参数计算分段函数关系式，以下为各段温度颜色的函数计算式：

第一段区间0-500℃：函数关系式为r＝0，g＝0，b＝(1/500*t)*255；

第二段区间500-525℃：函数关系式为r＝0，g＝(1/50*(t-500))*255，b＝255；

第三段区间525-550℃：函数关系式为r＝0，g＝(0.5+1/50*(t-525))*255，b＝(1-1/25*(t-525))*255；

第四段区间550-575℃：函数关系式为r＝(1/25*(t-550))*255，g＝255，b＝0；

第五段区间575-600℃：函数关系式为r＝255，g＝(1-1/25*(t-575))*255，b＝0；

第六段区间600-650℃：函数关系式为r＝(1-1/50*(t-600))*255，g＝0，b＝0；

s14：根据函数计算的色系值来确定温度颜色，将温度区间较集中的颜色可以直接区分开来，绿色代表良好，红色代表超出，蓝色代表过低，橙色代表偏高，青色代表偏低，给运行人员提供调整锅炉高温过热器/高温再热器燃烧的参考依据。

实施例4

螺旋水冷壁中温度的可视化方法，具体包括以下步骤：

s11：通过三维软件建立锅炉系统螺旋水冷壁三维模型，通过现场温度传感器获取螺旋水冷壁内部温度测点的参数值，如图4所示；

s12：将锅炉系统中螺旋水冷壁的温度区间进行划分，分为0-300℃，300-325℃，325-350℃，350-375℃，375-400℃和400-650℃六段区间；

s13：根据温度参数计算分段函数关系式，以下为各段温度颜色的函数计算式：

第一段区间0-300℃：函数关系式为r＝0，g＝0，b＝(1/300*t)*255；

第二段区间300-325℃：函数关系式为r＝0，g＝(1/50*(t-300))*255，b＝255；

第三段区间325-350℃：函数关系式为r＝0，g＝(0.5+1/50*(t-325))*255，b＝(1-1/25*(t-325))*255；

第四段区间350-375℃：函数关系式为r＝(1/25*(t-350))*255，g＝255，b＝0；

第五段区间375-400℃：函数关系式为r＝255，g＝(1-1/25*(t-375))*255，b＝0；

第六段区间400-650℃：函数关系式为r＝(1-1/250*(t-400))*255，g＝0，b＝0；

s14：根据函数计算的色系值来确定温度颜色，将温度区间较集中的颜色可以直接区分开来，绿色代表良好，红色代表超出，蓝色代表过低，橙色代表偏高，青色代表偏低，给运行人员提供调整锅炉螺旋水冷壁燃烧的参考依据。

实施例5

垂直水冷壁中温度的可视化方法，具体包括以下步骤：

s11：通过三维软件建立锅炉系统垂直水冷壁三维模型，通过现场温度传感器获取垂直水冷壁内部温度测点的参数值，如图5所示；

s12：将锅炉系统中垂直水冷壁的温度区间进行划分，分为0-250℃，250-350℃，350-400℃，400-500℃和500-650℃五段区间；

s13：根据温度参数计算分段函数关系式，以下为各段温度颜色的函数计算式：

第一段区间0-250℃：函数关系式为r＝0，g＝0，b＝(0.5+1/500*t)*255；

第二段区间250-350℃：函数关系式为r＝0，g＝(1/100*(t-250))*255，b＝(1-1/100*(t-250))*255；

第三段区间350-400℃：函数关系式为r＝(1/50*(t-350))*255，g＝255，b＝0；

第四段区间400-500℃：函数关系式为r＝255，g＝(1-1/100*(t-400))*255，b＝0；

第五段区间500-650℃：函数关系式为r＝(1-1/150*(t-500))*255，g＝0，b＝0；

s14：根据函数计算的色系值来确定温度颜色，将温度区间较集中的颜色可以直接区分开来，绿色代表良好，红色代表超出，蓝色代表过低，橙色代表偏高，青色代表偏低，给运行人员提供调整锅炉垂直水冷壁燃烧的参考依据。

上述实施例1-5给出了锅炉系统中各部件的温度可视化方法，实现了锅炉部件的温度可视化，给运行人员提供调整锅炉燃烧的参考依据，确保机组的稳定正常运行。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。