强大自己baumer编码器GM401.B902602

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惠言达寄语：

不管你经历多痛的事情，到后都会渐渐遗忘。因为，没有什么能敌得过时光。总有那么一个人，不管他以前如何对你，你总会找到原谅他的理由。

以下还有多种品牌型号产品可供选择：

baumer 10159566 GK473.0073PD3 编码器
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baumer 11032041 GM400.040A102 编码器
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在航空发动机的研制过程中，经常需要对试验数据进行分析。传统的数据分析软件如Origin、Matlab等都存在各自的一些缺点，效率偏低。基于图形化编程工具LabVIEW进行数据分析平台的设计，其应用表明，该数据分析平台具有数据处理效率高、人机交互界面友好等优点，可以在各航空发动机型号中推广使用。

关键词：LabVIEW软件；航空发动机；数据分析

1概述

在型号研制过程中，为了完成考核试验，需要制造一定数量的试验发动机，须经过一定的运转时数以达到考核的目的。据统计，型号研制一般需要20～30台试验发动机。发动机台架试车时数一般是5000～8000h，发动机还远远超过这些数字[1]。长期的试验，伴随大量的试验数据，通过试验数据分析可以知道发动机的性能好坏或者排查试验故障。在发动机研制过程的工程研制阶段，往往故障频发；而到了设计定型阶段以后，简单常见的故障都已排除，这时候出现的故障往往偏系统性，定位也不太明确。发动机这些故障的排除，离不开试验数据的采集与分析。美国国家仪器公司（NationalInstruments，简称NI）的创新软件产品LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering），是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件，它与VisualC＋＋、Java等计算机编程语言相比，它抛弃了晦涩难懂的文本代码，使得计算机编程不再是少数人的篆隶[2]。图形化的程序语言，又称为“G”语言。使用这种语言编程时，基本上不用写程序代码，取而代之的是流程图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是一个面向终用户的工具。所有的LabVIEW应用程序，即虚拟仪器（VI），由前面板和程序框图组成。前面板是用来放置各种控件的，程序框图是用来编写代码，不过LabVIEW的代码是*图形化的。LabVIEW提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。近年来，LabVIEW得到了业界的普遍认可，越来越多的编程人员开始使用LabVIEW并把它作为编程语言的手选，通过使用LabVIEW功能强大的图形化编程语言能够成倍地提高编程效率。

2需求分析

在航空发动机的试验与试飞过程中，往往会碰到各种各样的故障，这个时候就需要查看试验试飞的数据（一般为txt或者csv格式），通过数据分析，发现问题所在。当前流行的图形可视化和数据分析软件有Matlab、Mathmatica和Maple等。这些软件功能强大，可以满足科技工作中的许多需要，但使用这些软件需要一定的计算机编程知识和矩阵知识，并熟悉其中大量的函数和命令[3]。科研试验中，也有大部分人使用Origin进行数据分析，Origin为OriginLab公司出品的简单易学、操作灵活的绘图软件，且图形界面漂亮，但是它也存在以下缺点：（1）绘图后需手动改变图例文字的大小、手动更改坐标范围及定制栅格线。（2）没有绘制数字量数据的选项，因为数字量数据不是0就是1，使用Origin绘图，所有数字量数据线会相互重叠。而对数字量数据进行四则运算后再绘图，无疑会增加工作量。（3）Origin绘制图形后，在已绘制的图形上增减另一参数的数据线时，需要重新定制坐标范围与注释文本，这在进行故障分析时，效率极为低下。因此，为了解决通用绘图软件存在的各种弊端，开发一款的数据分析软件，同时适合txt和csv格式，是及其必要的。

3软件设计

3.1主要设计思想

采用事件结构（EventStructure）的方式，事件结构可以用于编写等待事件发生的高效代码。事件结构的优点是可以减少CPU占用率，响应及时。事件发生是由操作系统检测的，并且在没有事件发生时，系统一直处于等待状态，避免了轮询中的无意义查询。事件结构的每一个分支，可以注册用来处理一个或多个事件。本数据分析软件采用常用的While循环+事件结构的方法，把“开始绘图”、“数据输出”等按钮控件的值改变、“参数文件路径”值改变、“波形图”游标移动、标尺范围更改等注册为事件结构的一个分支，在每一个事件分支中进行相应的事件处理。

3.2总体框架路径

输入控件，用于打开需要绘图的数据文件，波形图控件用于显示模拟量数据（如转速、排气温度、燃油流量等），数字波形图控件用于显示数字量数据（开关量、故障字等），多列列表框用于实时显示当前的参数名与数值。波形图与数字波形图上下并排放在一起，两者共用同一横坐标。

3.3软件实现

3.3.1软件工作流程软件平台工作流程如图1所示。先通过参数配置VI生成绘图参数文件，再打开主程序，加载配置文件，进行绘图。可对图形进行缩放，拖动游标实时显示游标处的各参数值，后对图形添加注释并截图保存。3.3.2得到参数配置文件进行数据绘图前，先要告诉软件该列数据的参数名，是转速、排气温度还是其他。然而由于不同数据文件中的参数名、参数个数和参数名的位置通常不一样，这里使用以下方法进行参数名的提取，如图2所示。使用“读取文本文件”函数（按行）读取数据文件到字符串显示控件，读取到参数名时将其添加到列表框控件，后使用“写入文本文件”函数把这些参数名保存到Excel格式参数配置文件中，如图3所示。左边一列为全部参数名，第二、三列分别为模拟量参数在全部参数中的序列号与它的参数名，第四、五列为数字量参数在全部参数中的序列号与它的参数名。绘图时增减绘图参数，可直接在Excel参数配置文件中修改，再加载进绘图软件中即可，大大提高工作效率。3.3.3提取数据到数组对于大数据文件（几百MB甚1GB以上），使用“读取文本文件”函数，会存在等待时间过长或者提示“完成该操作所需内存不足”的现象。在读取数据文件时，采用按行读取的方式，见图4，并加入计数循环次数限定，分别有起始行、总行数、大索引值，在碰到这些限制值时及时跳出循环，减少循环次数，避免因为数据文件太大而导致计算机出现不响应的现象。起始行———从数据文件的第几行开始读取数据。总行数———读取到数据文件的第几行结束。大索引———参数配置文件中，所需绘图参数的大索引值，代表每一行中要读取的数据个数。有用数据———在进行数据分离后得到的字符串数组。数据分离使用“匹配模式”函数，其正则表达式设为“[0-9.:-]+”，可以有效分离数据文件中的正负数值、时间，存入字符串数组，以备绘图时调用。3.3.4实时显示坐标值为了实时显示当前点的参数值，在波形图与数字波形图中以写入游标列表的形式创建动态游标，如图5所示通过检测游标移动事件的方式，将各参数曲线在游标处的值实时显示到多列表控件中。3.3.5图形缩放用图形工具选板进行图形缩放时，为了使波形图和数字波形图共用同一横坐标，需要注册“标尺范围改变”事件。在“标尺范围改变”事件中，波形图与数字波形图的横坐标范围相互赋值。然后将横坐标范围的平均值赋给游标索引，使图形缩放后，游标显示在图形的中心。

4运行结果

软件读取某发动机试验数据后绘图如图6，波形图中显示转速（N）、排气温度（EGT）、测量的燃油流量（WF）等，数字波形图中显示起动开关、起动过程中等数字量。移动黄颜色的游标（图6中虚线），右侧列表框会实时显示游标处坐标点的各参数值，文本框实时显示对应的数据记录时间；根据需求，还可以使用波形图与数字波形图的图形工具选板对图形进行缩放；也可以右击图形界面，在菜单中选择“创建注释”，在合适的位置添加注释文字，如图6中分别在排气温度（EGT）和测量的燃油流量（WF）曲线上标注“78.5”、“44.9”。5结语发动机试验数据的分析是一项繁重、费时的工作，使用通用的数据绘图软件，通常效率低下。据统计，在熟练的情况下，使用通用绘图软件如Origin想把某一次的试验数据通过图形表达清楚，往往需要耗时半天以上。基于LabVIEW友秀的编程环境，设计了友好的人机交互界面，通过该数据平台，1小时以内就能完成一次数据分析；增删绘图曲线时，通过修改参数配置文件，5分钟以内就可以完成图形重绘。由于该数据处理平台绘图参数是从原数据文件直接读取的，不局限于单一的发动机型号，它适用于一切txt和csv格式数据文件的分析，可以推广到各发动机型号中使用。

baumer 11087510 GM400.0A04104 编码器
baumer 11078123 GM400.0A0A102 编码器
baumer 11100396 GM400.0B0A002 编码器
baumer 11101635 GM400.0B0A102 编码器
baumer 11092920 GM400.A101102 编码器
baumer 11032044 GM400.A102102 编码器
baumer 11086106 GM400.A104404 编码器
baumer 11032045 GM400.A10A002 编码器
baumer 11032046 GM400.A10A102 编码器
baumer 11032048 GM400.A10A207 编码器
baumer 11032049 GM400.A10A304 编码器
baumer 11032050 GM400.A10A307 编码器
baumer 11032052 GM400.A112102 编码器
baumer 11032053 GM400.A11A102 编码器
baumer 11090578 GM400.A11A227 编码器
baumer 11032054 GM400.A122102 编码器
baumer 11032056 GM400.A12A002 编码器
baumer 11032057 GM400.A12A102 编码器
baumer 11032058 GM400.A12AB02 编码器
baumer 11032059 GM400.A201102 编码器
baumer 11044894 GM400.A202102 编码器
baumer 11032060 GM400.A20A002 编码器
baumer 11032061 GM400.A20A102 编码器
baumer 11032064 GM400.A301102 编码器
baumer 11104388 GM400.A302402 编码器
baumer 11032066 GM400.A302B02 编码器
baumer 11032067 GM400.A30A102 编码器
baumer 11032069 GM400.A402B02 编码器
baumer 11032070 GM400.A40A002 编码器
baumer 11032071 GM400.A40A102 编码器
baumer 11106020 GM400.A90A102 编码器
baumer 11116333 GM400.AA0A102 编码器
baumer 11032072 GM400.B201102 编码器
baumer 11032073 GM400.B20A102 编码器
baumer 11032075 GM400.E15 编码器
baumer 11032125 GM401.1101102 编码器
baumer 11032126 GM401.1102102 编码器
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baumer 11032128 GM401.110A102 编码器
baumer 11054617 GM401.110A306 编码器
baumer 11032130 GM401.1122102 编码器
baumer 11042925 GM401.112A102 编码器
baumer 11032131 GM401.1132102 编码器
baumer 11053437 GM401.120A002 编码器
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baumer 11032133 GM401.120A306 编码器
baumer 11032134 GM401.1302102 编码器
baumer 11032135 GM401.1402102 编码器
baumer 11032136 GM401.140A102 编码器
baumer 11032137 GM401.B101102 编码器
baumer 11112404 GM401.B101202 编码器
baumer 11032139 GM401.B102102 编码器
baumer 11038479 GM401.B102B02 编码器
baumer 11032142 GM401.B10A002 编码器
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baumer 11032148 GM401.B12A102 编码器
baumer 11032149 GM401.B12A304 编码器
baumer 11042927 GM401.B13A102 编码器
baumer 11032150 GM401.B201102 编码器
baumer 11075908 GM401.B201202 编码器
baumer 11032151 GM401.B202102 编码器
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baumer 10158123 GM401.B20A102 编码器
baumer 11032154 GM401.B20A304 编码器
baumer 11039318 GM401.B23A102 编码器
baumer 11032156 GM401.B23AB02 编码器
baumer 11091229 GM401.B302102 编码器
baumer 11084297 GM401.B30A002 编码器
baumer 11004213 GM401.B30A102 编码器
baumer 11082901 GM401.B30A306 编码器
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baumer 11093675 GMP1,0 LT-1 B3 12X20 编码器
baumer 11084932 GMP1,0 LT-1 B5 12X20/NORIS 编码器
baumer 11075871 GMP1,0 LT-1 B5n 14X30 编码器

在航空发动机的研制过程中，经常需要对试验数据进行分析。传统的数据分析软件如Origin、Matlab等都存在各自的一些缺点，效率偏低。基于图形化编程工具LabVIEW进行数据分析平台的设计，其应用表明，该数据分析平台具有数据处理效率高、人机交互界面友好等优点，可以在各航空发动机型号中推广使用。

关键词：LabVIEW软件；航空发动机；数据分析

1概述

在型号研制过程中，为了完成考核试验，需要制造一定数量的试验发动机，须经过一定的运转时数以达到考核的目的。据统计，型号研制一般需要20～30台试验发动机。发动机台架试车时数一般是5000～8000h，发动机还远远超过这些数字[1]。长期的试验，伴随大量的试验数据，通过试验数据分析可以知道发动机的性能好坏或者排查试验故障。在发动机研制过程的工程研制阶段，往往故障频发；而到了设计定型阶段以后，简单常见的故障都已排除，这时候出现的故障往往偏系统性，定位也不太明确。发动机这些故障的排除，离不开试验数据的采集与分析。美国国家仪器公司（NationalInstruments，简称NI）的创新软件产品LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering），是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件，它与VisualC＋＋、Java等计算机编程语言相比，它抛弃了晦涩难懂的文本代码，使得计算机编程不再是少数人的篆隶[2]。图形化的程序语言，又称为“G”语言。使用这种语言编程时，基本上不用写程序代码，取而代之的是流程图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是一个面向终用户的工具。所有的LabVIEW应用程序，即虚拟仪器（VI），由前面板和程序框图组成。前面板是用来放置各种控件的，程序框图是用来编写代码，不过LabVIEW的代码是*图形化的。LabVIEW提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。近年来，LabVIEW得到了业界的普遍认可，越来越多的编程人员开始使用LabVIEW并把它作为编程语言的手选，通过使用LabVIEW功能强大的图形化编程语言能够成倍地提高编程效率。

2需求分析

在航空发动机的试验与试飞过程中，往往会碰到各种各样的故障，这个时候就需要查看试验试飞的数据（一般为txt或者csv格式），通过数据分析，发现问题所在。当前流行的图形可视化和数据分析软件有Matlab、Mathmatica和Maple等。这些软件功能强大，可以满足科技工作中的许多需要，但使用这些软件需要一定的计算机编程知识和矩阵知识，并熟悉其中大量的函数和命令[3]。科研试验中，也有大部分人使用Origin进行数据分析，Origin为OriginLab公司出品的简单易学、操作灵活的绘图软件，且图形界面漂亮，但是它也存在以下缺点：（1）绘图后需手动改变图例文字的大小、手动更改坐标范围及定制栅格线。（2）没有绘制数字量数据的选项，因为数字量数据不是0就是1，使用Origin绘图，所有数字量数据线会相互重叠。而对数字量数据进行四则运算后再绘图，无疑会增加工作量。（3）Origin绘制图形后，在已绘制的图形上增减另一参数的数据线时，需要重新定制坐标范围与注释文本，这在进行故障分析时，效率极为低下。因此，为了解决通用绘图软件存在的各种弊端，开发一款的数据分析软件，同时适合txt和csv格式，是及其必要的。

3软件设计

3.1主要设计思想

采用事件结构（EventStructure）的方式，事件结构可以用于编写等待事件发生的高效代码。事件结构的优点是可以减少CPU占用率，响应及时。事件发生是由操作系统检测的，并且在没有事件发生时，系统一直处于等待状态，避免了轮询中的无意义查询。事件结构的每一个分支，可以注册用来处理一个或多个事件。本数据分析软件采用常用的While循环+事件结构的方法，把“开始绘图”、“数据输出”等按钮控件的值改变、“参数文件路径”值改变、“波形图”游标移动、标尺范围更改等注册为事件结构的一个分支，在每一个事件分支中进行相应的事件处理。

3.2总体框架路径

输入控件，用于打开需要绘图的数据文件，波形图控件用于显示模拟量数据（如转速、排气温度、燃油流量等），数字波形图控件用于显示数字量数据（开关量、故障字等），多列列表框用于实时显示当前的参数名与数值。波形图与数字波形图上下并排放在一起，两者共用同一横坐标。

3.3软件实现

3.3.1软件工作流程软件平台工作流程如图1所示。先通过参数配置VI生成绘图参数文件，再打开主程序，加载配置文件，进行绘图。可对图形进行缩放，拖动游标实时显示游标处的各参数值，后对图形添加注释并截图保存。3.3.2得到参数配置文件进行数据绘图前，先要告诉软件该列数据的参数名，是转速、排气温度还是其他。然而由于不同数据文件中的参数名、参数个数和参数名的位置通常不一样，这里使用以下方法进行参数名的提取，如图2所示。使用“读取文本文件”函数（按行）读取数据文件到字符串显示控件，读取到参数名时将其添加到列表框控件，后使用“写入文本文件”函数把这些参数名保存到Excel格式参数配置文件中，如图3所示。左边一列为全部参数名，第二、三列分别为模拟量参数在全部参数中的序列号与它的参数名，第四、五列为数字量参数在全部参数中的序列号与它的参数名。绘图时增减绘图参数，可直接在Excel参数配置文件中修改，再加载进绘图软件中即可，大大提高工作效率。3.3.3提取数据到数组对于大数据文件（几百MB甚1GB以上），使用“读取文本文件”函数，会存在等待时间过长或者提示“完成该操作所需内存不足”的现象。在读取数据文件时，采用按行读取的方式，见图4，并加入计数循环次数限定，分别有起始行、总行数、大索引值，在碰到这些限制值时及时跳出循环，减少循环次数，避免因为数据文件太大而导致计算机出现不响应的现象。起始行———从数据文件的第几行开始读取数据。总行数———读取到数据文件的第几行结束。大索引———参数配置文件中，所需绘图参数的大索引值，代表每一行中要读取的数据个数。有用数据———在进行数据分离后得到的字符串数组。数据分离使用“匹配模式”函数，其正则表达式设为“[0-9.:-]+”，可以有效分离数据文件中的正负数值、时间，存入字符串数组，以备绘图时调用。3.3.4实时显示坐标值为了实时显示当前点的参数值，在波形图与数字波形图中以写入游标列表的形式创建动态游标，如图5所示通过检测游标移动事件的方式，将各参数曲线在游标处的值实时显示到多列表控件中。3.3.5图形缩放用图形工具选板进行图形缩放时，为了使波形图和数字波形图共用同一横坐标，需要注册“标尺范围改变”事件。在“标尺范围改变”事件中，波形图与数字波形图的横坐标范围相互赋值。然后将横坐标范围的平均值赋给游标索引，使图形缩放后，游标显示在图形的中心。

4运行结果

软件读取某发动机试验数据后绘图如图6，波形图中显示转速（N）、排气温度（EGT）、测量的燃油流量（WF）等，数字波形图中显示起动开关、起动过程中等数字量。移动黄颜色的游标（图6中虚线），右侧列表框会实时显示游标处坐标点的各参数值，文本框实时显示对应的数据记录时间；根据需求，还可以使用波形图与数字波形图的图形工具选板对图形进行缩放；也可以右击图形界面，在菜单中选择“创建注释”，在合适的位置添加注释文字，如图6中分别在排气温度（EGT）和测量的燃油流量（WF）曲线上标注“78.5”、“44.9”。5结语发动机试验数据的分析是一项繁重、费时的工作，使用通用的数据绘图软件，通常效率低下。据统计，在熟练的情况下，使用通用绘图软件如Origin想把某一次的试验数据通过图形表达清楚，往往需要耗时半天以上。基于LabVIEW友秀的编程环境，设计了友好的人机交互界面，通过该数据平台，1小时以内就能完成一次数据分析；增删绘图曲线时，通过修改参数配置文件，5分钟以内就可以完成图形重绘。由于该数据处理平台绘图参数是从原数据文件直接读取的，不局限于单一的发动机型号，它适用于一切txt和csv格式数据文件的分析，可以推广到各发动机型号中使用。

baumer 11078550 GMP1,0 LT-1 B5S 55 14X30 编码器
baumer 11081064 GMP1,0 LT-10 + FS90-1 B5S 14x30 编码器
baumer 11082668 GMP1,0 LT-10 + FS90-2 B5n 14X30 编码器
baumer 11089528 GMP1,0 LT-10 + OG9 D 25 B5n 14X30 FV 编码器
baumer 11093481 GMP1,0 LT-10 B14 14x30 FV 编码器
baumer 11083275 GMP1,0 LT-10 B3/B5/B14 12x20/10x15 编码器
baumer 11055545 GMP1,0 LT-10 B5K 14x30 编码器
baumer 11105728 GMP1,0 LT-10 B5k 14X30 SR 编码器
baumer 11086071 GMP1,0 LT-10 B5k B14 14X30 / 10X15 编码器
baumer 11077853 GMP1,0 LT-10 B5n 14X30 / 10X15 编码器
baumer 11088571 GMP1,0 LT-10 B5n 14X30 FV 编码器
baumer 11087361 GMP1,0 LT-10+POG9 DN 1000+FSL3 B5k 14x30 编码器
baumer 11076790 GMP1,0 LT-14 B5 12X20 编码器
baumer 11095641 GMP1,0 LT-3 B5 12X20 编码器
baumer 11099162 GMP1,0 LT-4 + FS90-1 B5n 14X30 编码器
baumer 11077412 GMP1,0 LT-4 + FS90-2 B5n 14X30 编码器
baumer 11099952 GMP1,0 LT-4 + FS90-3 B5n 14X30 编码器
baumer 11111431 GMP1,0 LT-4 + FS90-4 B3 12x20 编码器
baumer 11087654 GMP1,0 LT-4 + FS90-4 B5 12X20 编码器
baumer 11084801 GMP1,0 LT-4 + FS90-4 B5n 14X30 FV 编码器
baumer 11084808 GMP1,0 LT-4 + FS90-5 B5n 14X30 FV 编码器
baumer 11090504 GMP1,0 LT-4 + FS90-5 B5S 14x30 编码器
baumer 11084770 GMP1,0 LT-4 + POG9 D 600 B5n 14X30 编码器
baumer 11084431 GMP1,0 LT-4 B14 14x30 FV 编码器
baumer 11055540 GMP1,0 LT-4 B3 12X20 编码器
baumer 11077006 GMP1,0 LT-4 B3 12X20 FV 编码器
baumer 11094278 GMP1,0 LT-4 B3 12x20/10x15 + Haube 编码器
baumer 11084598 GMP1,0 LT-4 B3 12x20/10x15 FV 编码器
baumer 11083651 GMP1,0 LT-4 B3/B5 12x20/10x15 FV + Haube 编码器
baumer 11083637 GMP1,0 LT-4 B3/B5/B14 12x20/10x15 FV 编码器
baumer 11066658 GMP1,0 LT-4 B5 12x20 编码器
baumer 11075516 GMP1,0 LT-4 B5 12X20 FV 编码器
baumer 11084368 GMP1,0 LT-4 B5 12x20/10x15 编码器
baumer 11090951 GMP1,0 LT-4 B5 55 12X20/NORIS FV 编码器
baumer 11084678 GMP1,0 LT-4 B5k 14X30 编码器
baumer 11075534 GMP1,0 LT-4 B5k 14X30 FV 编码器
baumer 11092657 GMP1,0 LT-4 B5k B14 14X30 / 10X15 编码器
baumer 11055546 GMP1,0 LT-4 B5N 14x30 编码器
baumer 11077410 GMP1,0 LT-4 B5n 14X30 / 10X15 编码器
baumer 11055496 GMP1,0 LT-4 B5N 14x30 FV 编码器
baumer 11084802 GMP1,0 LT-4 B5n 14X30/10X15 FV 编码器
baumer 11085945 GMP1,0 LT-4 B5N/B14 55 14x30 / Noris FV 编码器
baumer 11055543 GMP1,0 LT-4 B5S 14X30 编码器
baumer 11075874 GMP1,0 LT-4 B5s 14X30 / 10X15 FV 编码器
baumer 11077199 GMP1,0 LT-4 B5s 14X30 / NORIS FV 编码器
baumer 11080781 GMP1,0 LT-4 B5S 55 14X30 FV 编码器
baumer 11102467 GMP1,0 LT-5 B14 14x30 编码器
baumer 11082025 GMP1,0 LT-5 B5 12X20 编码器

在航空发动机的研制过程中，经常需要对试验数据进行分析。传统的数据分析软件如Origin、Matlab等都存在各自的一些缺点，效率偏低。基于图形化编程工具LabVIEW进行数据分析平台的设计，其应用表明，该数据分析平台具有数据处理效率高、人机交互界面友好等优点，可以在各航空发动机型号中推广使用。

关键词：LabVIEW软件；航空发动机；数据分析

1概述

在型号研制过程中，为了完成考核试验，需要制造一定数量的试验发动机，须经过一定的运转时数以达到考核的目的。据统计，型号研制一般需要20～30台试验发动机。发动机台架试车时数一般是5000～8000h，发动机还远远超过这些数字[1]。长期的试验，伴随大量的试验数据，通过试验数据分析可以知道发动机的性能好坏或者排查试验故障。在发动机研制过程的工程研制阶段，往往故障频发；而到了设计定型阶段以后，简单常见的故障都已排除，这时候出现的故障往往偏系统性，定位也不太明确。发动机这些故障的排除，离不开试验数据的采集与分析。美国国家仪器公司（NationalInstruments，简称NI）的创新软件产品LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering），是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件，它与VisualC＋＋、Java等计算机编程语言相比，它抛弃了晦涩难懂的文本代码，使得计算机编程不再是少数人的篆隶[2]。图形化的程序语言，又称为“G”语言。使用这种语言编程时，基本上不用写程序代码，取而代之的是流程图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是一个面向终用户的工具。所有的LabVIEW应用程序，即虚拟仪器（VI），由前面板和程序框图组成。前面板是用来放置各种控件的，程序框图是用来编写代码，不过LabVIEW的代码是*图形化的。LabVIEW提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。近年来，LabVIEW得到了业界的普遍认可，越来越多的编程人员开始使用LabVIEW并把它作为编程语言的手选，通过使用LabVIEW功能强大的图形化编程语言能够成倍地提高编程效率。

2需求分析

在航空发动机的试验与试飞过程中，往往会碰到各种各样的故障，这个时候就需要查看试验试飞的数据（一般为txt或者csv格式），通过数据分析，发现问题所在。当前流行的图形可视化和数据分析软件有Matlab、Mathmatica和Maple等。这些软件功能强大，可以满足科技工作中的许多需要，但使用这些软件需要一定的计算机编程知识和矩阵知识，并熟悉其中大量的函数和命令[3]。科研试验中，也有大部分人使用Origin进行数据分析，Origin为OriginLab公司出品的简单易学、操作灵活的绘图软件，且图形界面漂亮，但是它也存在以下缺点：（1）绘图后需手动改变图例文字的大小、手动更改坐标范围及定制栅格线。（2）没有绘制数字量数据的选项，因为数字量数据不是0就是1，使用Origin绘图，所有数字量数据线会相互重叠。而对数字量数据进行四则运算后再绘图，无疑会增加工作量。（3）Origin绘制图形后，在已绘制的图形上增减另一参数的数据线时，需要重新定制坐标范围与注释文本，这在进行故障分析时，效率极为低下。因此，为了解决通用绘图软件存在的各种弊端，开发一款的数据分析软件，同时适合txt和csv格式，是及其必要的。

3软件设计

3.1主要设计思想

采用事件结构（EventStructure）的方式，事件结构可以用于编写等待事件发生的高效代码。事件结构的优点是可以减少CPU占用率，响应及时。事件发生是由操作系统检测的，并且在没有事件发生时，系统一直处于等待状态，避免了轮询中的无意义查询。事件结构的每一个分支，可以注册用来处理一个或多个事件。本数据分析软件采用常用的While循环+事件结构的方法，把“开始绘图”、“数据输出”等按钮控件的值改变、“参数文件路径”值改变、“波形图”游标移动、标尺范围更改等注册为事件结构的一个分支，在每一个事件分支中进行相应的事件处理。

3.2总体框架路径

输入控件，用于打开需要绘图的数据文件，波形图控件用于显示模拟量数据（如转速、排气温度、燃油流量等），数字波形图控件用于显示数字量数据（开关量、故障字等），多列列表框用于实时显示当前的参数名与数值。波形图与数字波形图上下并排放在一起，两者共用同一横坐标。

3.3软件实现

3.3.1软件工作流程软件平台工作流程如图1所示。先通过参数配置VI生成绘图参数文件，再打开主程序，加载配置文件，进行绘图。可对图形进行缩放，拖动游标实时显示游标处的各参数值，后对图形添加注释并截图保存。3.3.2得到参数配置文件进行数据绘图前，先要告诉软件该列数据的参数名，是转速、排气温度还是其他。然而由于不同数据文件中的参数名、参数个数和参数名的位置通常不一样，这里使用以下方法进行参数名的提取，如图2所示。使用“读取文本文件”函数（按行）读取数据文件到字符串显示控件，读取到参数名时将其添加到列表框控件，后使用“写入文本文件”函数把这些参数名保存到Excel格式参数配置文件中，如图3所示。左边一列为全部参数名，第二、三列分别为模拟量参数在全部参数中的序列号与它的参数名，第四、五列为数字量参数在全部参数中的序列号与它的参数名。绘图时增减绘图参数，可直接在Excel参数配置文件中修改，再加载进绘图软件中即可，大大提高工作效率。3.3.3提取数据到数组对于大数据文件（几百MB甚1GB以上），使用“读取文本文件”函数，会存在等待时间过长或者提示“完成该操作所需内存不足”的现象。在读取数据文件时，采用按行读取的方式，见图4，并加入计数循环次数限定，分别有起始行、总行数、大索引值，在碰到这些限制值时及时跳出循环，减少循环次数，避免因为数据文件太大而导致计算机出现不响应的现象。起始行———从数据文件的第几行开始读取数据。总行数———读取到数据文件的第几行结束。大索引———参数配置文件中，所需绘图参数的大索引值，代表每一行中要读取的数据个数。有用数据———在进行数据分离后得到的字符串数组。数据分离使用“匹配模式”函数，其正则表达式设为“[0-9.:-]+”，可以有效分离数据文件中的正负数值、时间，存入字符串数组，以备绘图时调用。3.3.4实时显示坐标值为了实时显示当前点的参数值，在波形图与数字波形图中以写入游标列表的形式创建动态游标，如图5所示通过检测游标移动事件的方式，将各参数曲线在游标处的值实时显示到多列表控件中。3.3.5图形缩放用图形工具选板进行图形缩放时，为了使波形图和数字波形图共用同一横坐标，需要注册“标尺范围改变”事件。在“标尺范围改变”事件中，波形图与数字波形图的横坐标范围相互赋值。然后将横坐标范围的平均值赋给游标索引，使图形缩放后，游标显示在图形的中心。

4运行结果

软件读取某发动机试验数据后绘图如图6，波形图中显示转速（N）、排气温度（EGT）、测量的燃油流量（WF）等，数字波形图中显示起动开关、起动过程中等数字量。移动黄颜色的游标（图6中虚线），右侧列表框会实时显示游标处坐标点的各参数值，文本框实时显示对应的数据记录时间；根据需求，还可以使用波形图与数字波形图的图形工具选板对图形进行缩放；也可以右击图形界面，在菜单中选择“创建注释”，在合适的位置添加注释文字，如图6中分别在排气温度（EGT）和测量的燃油流量（WF）曲线上标注“78.5”、“44.9”。5结语发动机试验数据的分析是一项繁重、费时的工作，使用通用的数据绘图软件，通常效率低下。据统计，在熟练的情况下，使用通用绘图软件如Origin想把某一次的试验数据通过图形表达清楚，往往需要耗时半天以上。基于LabVIEW友秀的编程环境，设计了友好的人机交互界面，通过该数据平台，1小时以内就能完成一次数据分析；增删绘图曲线时，通过修改参数配置文件，5分钟以内就可以完成图形重绘。由于该数据处理平台绘图参数是从原数据文件直接读取的，不局限于单一的发动机型号，它适用于一切txt和csv格式数据文件的分析，可以推广到各发动机型号中使用。

baumer 11097491 GMP1,0 LT-6 + FS90-2 B5n 14X30 FV 编码器
baumer 11086171 GMP1,0 LT-6 + FS90-2 B5S 14x30 编码器
baumer 11089540 GMP1,0 LT-6 B3 12X20 FV 编码器
baumer 11093575 GMP1,0 LT-6 B3/B5/B14 12x20/10x15 AB-H 编码器
baumer 11078777 GMP1,0 LT-7 + FS90-1 B14 14x30 编码器
baumer 11080401 GMP1,0 LT-7 + FS90-3 B5kd 14X30 编码器
baumer 11091906 GMP1,0 LT-7 B3 12X20 编码器
baumer 11098672 GMP1,0 LT-7 B5 + POG9GDN100I / DN512TTL 编码器
baumer 11099126 GMP1,0 LT-7 B5 12X20 编码器
baumer 11092476 GMP1,0 LT-7 B5f 55 16k1:30 编码器
baumer 11076042 GMP1,0 LT-7 B5k 14X30 编码器
baumer 11080015 GMP1,0 LT-7 B5k B14 14X30 / 10X15 编码器
baumer 11055547 GMP1,0 LT-7 B5N 14x30 编码器
baumer 11055544 GMP1,0 LT-7 B5S 14X30 编码器
baumer 11085251 GMP1,0 LT-7 B5S 55 14X30 FV 编码器
baumer 11102007 GMP1,0 LT-8 B5s/B14 14X30 / 10X15 编码器
baumer 11084427 GMP1,0/TDP13 AB-HAUBE V 2WE 67 编码器
baumer 11111547 GMPZ1,0 LT-1 B3 12X20 / 10X15 编码器
baumer 11089017 GMPZ1,0 LT-1 B5 12X20 编码器
baumer 11078459 GMPZ1,0 LT-1 B5N 14X30 编码器
baumer 11092540 GMPZ1,0 LT-10 B5K 14x30 / 10X15 编码器
baumer 11113386 GMPZ1,0 LT-4 + POG9 DN 1000 I + FSL2 编码器
baumer 11095827 GMPZ1,0 LT-4 + POG9 DN 112 B14/B14 编码器
baumer 11102322 GMPZ1,0 LT-4 B3 12X20 编码器
baumer 11089170 GMPZ1,0 LT-4 B3 12X20 / 10X15 编码器
baumer 11088885 GMPZ1,0 LT-4 B5 12X20 编码器
baumer 11101507 GMPZ1,0 LT-4 B5 12x20/10x15 编码器
baumer 11091365 GMPZ1,0 LT-4 B5K 14x30 FV 编码器
baumer 11083374 GMPZ1,0 LT-4 B5s 14X30 编码器
baumer 11084433 GMPZ1,0 LT-4 B5S 14x30/10x15 编码器
baumer 11113249 GMPZ1,0 LT-5 B3 12X20 编码器
baumer 11075545 GMPZ1,0 LT-7 B3 12X20 / 10X15 编码器
baumer 11079189 GMPZ1,0 LT-7 B5N 14X30 编码器
baumer 11083183 GMPZ1,0 LT-7 B5s 14X30 编码器
baumer 11032202 GNAMG.0153P32 编码器
baumer 11107376 GNAMG.0153P33 编码器
baumer 11032203 GNAMG.0153PA2 编码器
baumer 11032204 GNAMG.0155P32 编码器
baumer 10167424 GNAMG.0155PA2 编码器
baumer 11002147 GNAMG.0213P32 编码器
baumer 11002473 GNAMG.0213PA2 编码器

在航空发动机的研制过程中，经常需要对试验数据进行分析。传统的数据分析软件如Origin、Matlab等都存在各自的一些缺点，效率偏低。基于图形化编程工具LabVIEW进行数据分析平台的设计，其应用表明，该数据分析平台具有数据处理效率高、人机交互界面友好等优点，可以在各航空发动机型号中推广使用。

关键词：LabVIEW软件；航空发动机；数据分析

1概述

在型号研制过程中，为了完成考核试验，需要制造一定数量的试验发动机，须经过一定的运转时数以达到考核的目的。据统计，型号研制一般需要20～30台试验发动机。发动机台架试车时数一般是5000～8000h，发动机还远远超过这些数字[1]。长期的试验，伴随大量的试验数据，通过试验数据分析可以知道发动机的性能好坏或者排查试验故障。在发动机研制过程的工程研制阶段，往往故障频发；而到了设计定型阶段以后，简单常见的故障都已排除，这时候出现的故障往往偏系统性，定位也不太明确。发动机这些故障的排除，离不开试验数据的采集与分析。美国国家仪器公司（NationalInstruments，简称NI）的创新软件产品LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering），是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件，它与VisualC＋＋、Java等计算机编程语言相比，它抛弃了晦涩难懂的文本代码，使得计算机编程不再是少数人的篆隶[2]。图形化的程序语言，又称为“G”语言。使用这种语言编程时，基本上不用写程序代码，取而代之的是流程图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是一个面向终用户的工具。所有的LabVIEW应用程序，即虚拟仪器（VI），由前面板和程序框图组成。前面板是用来放置各种控件的，程序框图是用来编写代码，不过LabVIEW的代码是*图形化的。LabVIEW提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。近年来，LabVIEW得到了业界的普遍认可，越来越多的编程人员开始使用LabVIEW并把它作为编程语言的手选，通过使用LabVIEW功能强大的图形化编程语言能够成倍地提高编程效率。

2需求分析

在航空发动机的试验与试飞过程中，往往会碰到各种各样的故障，这个时候就需要查看试验试飞的数据（一般为txt或者csv格式），通过数据分析，发现问题所在。当前流行的图形可视化和数据分析软件有Matlab、Mathmatica和Maple等。这些软件功能强大，可以满足科技工作中的许多需要，但使用这些软件需要一定的计算机编程知识和矩阵知识，并熟悉其中大量的函数和命令[3]。科研试验中，也有大部分人使用Origin进行数据分析，Origin为OriginLab公司出品的简单易学、操作灵活的绘图软件，且图形界面漂亮，但是它也存在以下缺点：（1）绘图后需手动改变图例文字的大小、手动更改坐标范围及定制栅格线。（2）没有绘制数字量数据的选项，因为数字量数据不是0就是1，使用Origin绘图，所有数字量数据线会相互重叠。而对数字量数据进行四则运算后再绘图，无疑会增加工作量。（3）Origin绘制图形后，在已绘制的图形上增减另一参数的数据线时，需要重新定制坐标范围与注释文本，这在进行故障分析时，效率极为低下。因此，为了解决通用绘图软件存在的各种弊端，开发一款的数据分析软件，同时适合txt和csv格式，是及其必要的。

3软件设计

3.1主要设计思想

采用事件结构（EventStructure）的方式，事件结构可以用于编写等待事件发生的高效代码。事件结构的优点是可以减少CPU占用率，响应及时。事件发生是由操作系统检测的，并且在没有事件发生时，系统一直处于等待状态，避免了轮询中的无意义查询。事件结构的每一个分支，可以注册用来处理一个或多个事件。本数据分析软件采用常用的While循环+事件结构的方法，把“开始绘图”、“数据输出”等按钮控件的值改变、“参数文件路径”值改变、“波形图”游标移动、标尺范围更改等注册为事件结构的一个分支，在每一个事件分支中进行相应的事件处理。

3.2总体框架路径

输入控件，用于打开需要绘图的数据文件，波形图控件用于显示模拟量数据（如转速、排气温度、燃油流量等），数字波形图控件用于显示数字量数据（开关量、故障字等），多列列表框用于实时显示当前的参数名与数值。波形图与数字波形图上下并排放在一起，两者共用同一横坐标。

3.3软件实现

3.3.1软件工作流程软件平台工作流程如图1所示。先通过参数配置VI生成绘图参数文件，再打开主程序，加载配置文件，进行绘图。可对图形进行缩放，拖动游标实时显示游标处的各参数值，后对图形添加注释并截图保存。3.3.2得到参数配置文件进行数据绘图前，先要告诉软件该列数据的参数名，是转速、排气温度还是其他。然而由于不同数据文件中的参数名、参数个数和参数名的位置通常不一样，这里使用以下方法进行参数名的提取，如图2所示。使用“读取文本文件”函数（按行）读取数据文件到字符串显示控件，读取到参数名时将其添加到列表框控件，后使用“写入文本文件”函数把这些参数名保存到Excel格式参数配置文件中，如图3所示。左边一列为全部参数名，第二、三列分别为模拟量参数在全部参数中的序列号与它的参数名，第四、五列为数字量参数在全部参数中的序列号与它的参数名。绘图时增减绘图参数，可直接在Excel参数配置文件中修改，再加载进绘图软件中即可，大大提高工作效率。3.3.3提取数据到数组对于大数据文件（几百MB甚1GB以上），使用“读取文本文件”函数，会存在等待时间过长或者提示“完成该操作所需内存不足”的现象。在读取数据文件时，采用按行读取的方式，见图4，并加入计数循环次数限定，分别有起始行、总行数、大索引值，在碰到这些限制值时及时跳出循环，减少循环次数，避免因为数据文件太大而导致计算机出现不响应的现象。起始行———从数据文件的第几行开始读取数据。总行数———读取到数据文件的第几行结束。大索引———参数配置文件中，所需绘图参数的大索引值，代表每一行中要读取的数据个数。有用数据———在进行数据分离后得到的字符串数组。数据分离使用“匹配模式”函数，其正则表达式设为“[0-9.:-]+”，可以有效分离数据文件中的正负数值、时间，存入字符串数组，以备绘图时调用。3.3.4实时显示坐标值为了实时显示当前点的参数值，在波形图与数字波形图中以写入游标列表的形式创建动态游标，如图5所示通过检测游标移动事件的方式，将各参数曲线在游标处的值实时显示到多列表控件中。3.3.5图形缩放用图形工具选板进行图形缩放时，为了使波形图和数字波形图共用同一横坐标，需要注册“标尺范围改变”事件。在“标尺范围改变”事件中，波形图与数字波形图的横坐标范围相互赋值。然后将横坐标范围的平均值赋给游标索引，使图形缩放后，游标显示在图形的中心。

4运行结果

软件读取某发动机试验数据后绘图如图6，波形图中显示转速（N）、排气温度（EGT）、测量的燃油流量（WF）等，数字波形图中显示起动开关、起动过程中等数字量。移动黄颜色的游标（图6中虚线），右侧列表框会实时显示游标处坐标点的各参数值，文本框实时显示对应的数据记录时间；根据需求，还可以使用波形图与数字波形图的图形工具选板对图形进行缩放；也可以右击图形界面，在菜单中选择“创建注释”，在合适的位置添加注释文字，如图6中分别在排气温度（EGT）和测量的燃油流量（WF）曲线上标注“78.5”、“44.9”。5结语发动机试验数据的分析是一项繁重、费时的工作，使用通用的数据绘图软件，通常效率低下。据统计，在熟练的情况下，使用通用绘图软件如Origin想把某一次的试验数据通过图形表达清楚，往往需要耗时半天以上。基于LabVIEW友秀的编程环境，设计了友好的人机交互界面，通过该数据平台，1小时以内就能完成一次数据分析；增删绘图曲线时，通过修改参数配置文件，5分钟以内就可以完成图形重绘。由于该数据处理平台绘图参数是从原数据文件直接读取的，不局限于单一的发动机型号，它适用于一切txt和csv格式数据文件的分析，可以推广到各发动机型号中使用。

baumer 11032208 GNAMG.0215P32 编码器
baumer 11032209 GNAMG.0215PA2 编码器
baumer 11032210 GNAMG.0223P32 编码器
baumer 11032211 GNAMG.0223PA2 编码器
baumer 11032212 GNAMG.0225P32 编码器
baumer 11032213 GNAMG.0225PA2 编码器
baumer 11032214 GNAMG.0233P32 编码器
baumer 11002523 GNAMG.0235P32 编码器
baumer 11032216 GNAMG.0235PA2 编码器
baumer 11032222 GPI0W.0101215 编码器
baumer 11054525 GPI0W.0101415 编码器
baumer 11032223 GPI0W.0102215 编码器
baumer 11032224 GPI0W.0102439 编码器
baumer 11032225 GPI0W.1101215 编码器
baumer 11053675 GPI0W.1101415 编码器
baumer 10138849 GPI0W.1101439 编码器
baumer 11032227 GPI0W.1101615 编码器
baumer 11032228 GPI0W.1101639 编码器
baumer 11032229 GPI0W.1102239 编码器
baumer 11032230 GPI0W.1102415 编码器
baumer 11045857 GPI0W.1102439 编码器
baumer 11053868 GPI0W.1102615 编码器
baumer 11032231 GPI0W.1102639 编码器
baumer 11032232 GPI0W.3101439 编码器
baumer 11032233 GPI0W.3102239 编码器
baumer 11032234 GPI0W.5102239 编码器
baumer 11086912 GT3.10 Kohlebürstensatz 2,5X3X6 H7 编码器
baumer 11077984 GT3.10 L/405 4H7 编码器
baumer 11055562 GT3.10L/405 6H7 编码器
baumer 11055535 GT3.10L/405 6H7 编码器
baumer 11095627 GT5.05 L /410 12M SP AB-H PG7 编码器
baumer 11077408 GT5.05 L/402,5 10H7 Steckerdeckel 编码器
baumer 11077564 GT5.05 L/402,5 11H7 编码器
baumer 11076963 GT5.05 L/403 12H7 编码器
baumer 11078073 GT5.05 L/405 8H7 编码器
baumer 11042554 GT5.05 L/407 12H7 编码器
baumer 11100107 GT5.05 L/407 12H7 Kü 编码器
baumer 11042555 GT5.05 L/407 8H7 编码器
baumer 11090956 GT5.05 L/407 8H7 Kü 编码器
baumer 11078774 GT5.05 L/409 12,7H7 Kü 编码器
baumer 11078252 GT5.05 L/410 11H7 编码器
baumer 11042560 GT5.05 L/410 12H7 编码器
baumer 11066624 GT5.05 L/410 8H7 编码器
baumer 11076061 GT5.05 L/410 8H7 编码器
baumer 11056794 GT5.05 MONTAGEKEGEL 编码器
baumer 11081081 GT5.05L/402,5 10H7 Steckkontakte 编码器
baumer 11086706 GT5.05L/407 12,7H7 编码器
baumer 11066627 GT5.05L/409 12,7H7 编码器
baumer 11071539 GT5.05L/410 10H7 Steckkontakte 编码器
baumer 11042559 GT5.05L/410 12,7H7 编码器
baumer 11067447 GT7.08 L/410 12H7 Kab 0,2 编码器
baumer 11087862 GT7.08 L/410 14H7 编码器
baumer 11087316 GT7.08 L/410 14H7 KAB 0,6 编码器
baumer 11136596 GT7.08 L/410 16H7 编码器
baumer 11081395 GT7.08 L/415 14H7 编码器
baumer 11067464 GT7.08 L/415 9H7 编码器
baumer 11067449 GT7.08 L/415 9H7 编码器
baumer 11067427 GT7.08 L/420 10H7 编码器
baumer 11067440 GT7.08 L/420 10H7 Kab 0,6 编码器
baumer 11088147 GT7.08 L/420 12H7 编码器
baumer 11067443 GT7.08 L/420 12H7 Kab 0,6 编码器
baumer 11002434 GT7.08 L/420 14H7 编码器
baumer 11075526 GT7.08 L/420 14H7 für Anbau FOG9 编码器
baumer 11067451 GT7.08 L/420 14H7 KAB 0,6 编码器
baumer 11067457 GT7.08 L/420 14H7 PF Kab 0,3 编码器
baumer 11097338 GT7.08 L/420 15H7 Kab 0.6 编码器
baumer 11097593 GT7.08 L/420 15H7 ST-RAD 编码器

在航空发动机的研制过程中，经常需要对试验数据进行分析。传统的数据分析软件如Origin、Matlab等都存在各自的一些缺点，效率偏低。基于图形化编程工具LabVIEW进行数据分析平台的设计，其应用表明，该数据分析平台具有数据处理效率高、人机交互界面友好等优点，可以在各航空发动机型号中推广使用。

关键词：LabVIEW软件；航空发动机；数据分析

1概述

在型号研制过程中，为了完成考核试验，需要制造一定数量的试验发动机，须经过一定的运转时数以达到考核的目的。据统计，型号研制一般需要20～30台试验发动机。发动机台架试车时数一般是5000～8000h，发动机还远远超过这些数字[1]。长期的试验，伴随大量的试验数据，通过试验数据分析可以知道发动机的性能好坏或者排查试验故障。在发动机研制过程的工程研制阶段，往往故障频发；而到了设计定型阶段以后，简单常见的故障都已排除，这时候出现的故障往往偏系统性，定位也不太明确。发动机这些故障的排除，离不开试验数据的采集与分析。美国国家仪器公司（NationalInstruments，简称NI）的创新软件产品LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering），是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件，它与VisualC＋＋、Java等计算机编程语言相比，它抛弃了晦涩难懂的文本代码，使得计算机编程不再是少数人的篆隶[2]。图形化的程序语言，又称为“G”语言。使用这种语言编程时，基本上不用写程序代码，取而代之的是流程图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是一个面向终用户的工具。所有的LabVIEW应用程序，即虚拟仪器（VI），由前面板和程序框图组成。前面板是用来放置各种控件的，程序框图是用来编写代码，不过LabVIEW的代码是*图形化的。LabVIEW提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。近年来，LabVIEW得到了业界的普遍认可，越来越多的编程人员开始使用LabVIEW并把它作为编程语言的手选，通过使用LabVIEW功能强大的图形化编程语言能够成倍地提高编程效率。

2需求分析

在航空发动机的试验与试飞过程中，往往会碰到各种各样的故障，这个时候就需要查看试验试飞的数据（一般为txt或者csv格式），通过数据分析，发现问题所在。当前流行的图形可视化和数据分析软件有Matlab、Mathmatica和Maple等。这些软件功能强大，可以满足科技工作中的许多需要，但使用这些软件需要一定的计算机编程知识和矩阵知识，并熟悉其中大量的函数和命令[3]。科研试验中，也有大部分人使用Origin进行数据分析，Origin为OriginLab公司出品的简单易学、操作灵活的绘图软件，且图形界面漂亮，但是它也存在以下缺点：（1）绘图后需手动改变图例文字的大小、手动更改坐标范围及定制栅格线。（2）没有绘制数字量数据的选项，因为数字量数据不是0就是1，使用Origin绘图，所有数字量数据线会相互重叠。而对数字量数据进行四则运算后再绘图，无疑会增加工作量。（3）Origin绘制图形后，在已绘制的图形上增减另一参数的数据线时，需要重新定制坐标范围与注释文本，这在进行故障分析时，效率极为低下。因此，为了解决通用绘图软件存在的各种弊端，开发一款的数据分析软件，同时适合txt和csv格式，是及其必要的。

3软件设计

3.1主要设计思想

采用事件结构（EventStructure）的方式，事件结构可以用于编写等待事件发生的高效代码。事件结构的优点是可以减少CPU占用率，响应及时。事件发生是由操作系统检测的，并且在没有事件发生时，系统一直处于等待状态，避免了轮询中的无意义查询。事件结构的每一个分支，可以注册用来处理一个或多个事件。本数据分析软件采用常用的While循环+事件结构的方法，把“开始绘图”、“数据输出”等按钮控件的值改变、“参数文件路径”值改变、“波形图”游标移动、标尺范围更改等注册为事件结构的一个分支，在每一个事件分支中进行相应的事件处理。

3.2总体框架路径

输入控件，用于打开需要绘图的数据文件，波形图控件用于显示模拟量数据（如转速、排气温度、燃油流量等），数字波形图控件用于显示数字量数据（开关量、故障字等），多列列表框用于实时显示当前的参数名与数值。波形图与数字波形图上下并排放在一起，两者共用同一横坐标。

3.3软件实现

3.3.1软件工作流程软件平台工作流程如图1所示。先通过参数配置VI生成绘图参数文件，再打开主程序，加载配置文件，进行绘图。可对图形进行缩放，拖动游标实时显示游标处的各参数值，后对图形添加注释并截图保存。3.3.2得到参数配置文件进行数据绘图前，先要告诉软件该列数据的参数名，是转速、排气温度还是其他。然而由于不同数据文件中的参数名、参数个数和参数名的位置通常不一样，这里使用以下方法进行参数名的提取，如图2所示。使用“读取文本文件”函数（按行）读取数据文件到字符串显示控件，读取到参数名时将其添加到列表框控件，后使用“写入文本文件”函数把这些参数名保存到Excel格式参数配置文件中，如图3所示。左边一列为全部参数名，第二、三列分别为模拟量参数在全部参数中的序列号与它的参数名，第四、五列为数字量参数在全部参数中的序列号与它的参数名。绘图时增减绘图参数，可直接在Excel参数配置文件中修改，再加载进绘图软件中即可，大大提高工作效率。3.3.3提取数据到数组对于大数据文件（几百MB甚1GB以上），使用“读取文本文件”函数，会存在等待时间过长或者提示“完成该操作所需内存不足”的现象。在读取数据文件时，采用按行读取的方式，见图4，并加入计数循环次数限定，分别有起始行、总行数、大索引值，在碰到这些限制值时及时跳出循环，减少循环次数，避免因为数据文件太大而导致计算机出现不响应的现象。起始行———从数据文件的第几行开始读取数据。总行数———读取到数据文件的第几行结束。大索引———参数配置文件中，所需绘图参数的大索引值，代表每一行中要读取的数据个数。有用数据———在进行数据分离后得到的字符串数组。数据分离使用“匹配模式”函数，其正则表达式设为“[0-9.:-]+”，可以有效分离数据文件中的正负数值、时间，存入字符串数组，以备绘图时调用。3.3.4实时显示坐标值为了实时显示当前点的参数值，在波形图与数字波形图中以写入游标列表的形式创建动态游标，如图5所示通过检测游标移动事件的方式，将各参数曲线在游标处的值实时显示到多列表控件中。3.3.5图形缩放用图形工具选板进行图形缩放时，为了使波形图和数字波形图共用同一横坐标，需要注册“标尺范围改变”事件。在“标尺范围改变”事件中，波形图与数字波形图的横坐标范围相互赋值。然后将横坐标范围的平均值赋给游标索引，使图形缩放后，游标显示在图形的中心。

4运行结果

软件读取某发动机试验数据后绘图如图6，波形图中显示转速（N）、排气温度（EGT）、测量的燃油流量（WF）等，数字波形图中显示起动开关、起动过程中等数字量。移动黄颜色的游标（图6中虚线），右侧列表框会实时显示游标处坐标点的各参数值，文本框实时显示对应的数据记录时间；根据需求，还可以使用波形图与数字波形图的图形工具选板对图形进行缩放；也可以右击图形界面，在菜单中选择“创建注释”，在合适的位置添加注释文字，如图6中分别在排气温度（EGT）和测量的燃油流量（WF）曲线上标注“78.5”、“44.9”。5结语发动机试验数据的分析是一项繁重、费时的工作，使用通用的数据绘图软件，通常效率低下。据统计，在熟练的情况下，使用通用绘图软件如Origin想把某一次的试验数据通过图形表达清楚，往往需要耗时半天以上。基于LabVIEW友秀的编程环境，设计了友好的人机交互界面，通过该数据平台，1小时以内就能完成一次数据分析；增删绘图曲线时，通过修改参数配置文件，5分钟以内就可以完成图形重绘。由于该数据处理平台绘图参数是从原数据文件直接读取的，不局限于单一的发动机型号，它适用于一切txt和csv格式数据文件的分析，可以推广到各发动机型号中使用。

baumer 11002449 GT7.08 L/420 16H7 编码器
baumer 11097922 GT7.08 L/420 16H7 KAB 0,3 编码器
baumer 11077351 GT7.08 L/430 14H7 编码器
baumer 11079659 GT7.08 L/430 15H7 ST-RAD 编码器
baumer 11080071 GT7.08 L/430 16H7 编码器
baumer 11098990 GT7.08 L/430 16H7 KAB 0,3 编码器
baumer 11056827 GT7.08 MONTAGEKEGEL 编码器
baumer 11100561 GT7.16 L/420 Z 16H7 Kab 0,6 编码器
baumer 11083038 GT7.16 L/440 14H7 für Anbau FOG9 编码器
baumer 11081742 GT7.16 L/440 14H7 Kab 0,6 编码器
baumer 11091981 GT7.16 L/440 16H7 编码器
baumer 11084664 GT7.16 L/460 12H7 Kab 0,6 编码器
baumer 11083995 GT7.16 L/460 14H7 Kab 0,6 编码器
baumer 11091723 GT7.16 L/460 15H7 编码器
baumer 11076207 GT7.16 L/460 15H7 Kab 0,6 编码器
baumer 11107602 GT7.16 L/460 16H7 编码器
baumer 11077162 GT7.16 L/460 16H7 KAB0,6 编码器
baumer 11071360 GT7.16L/460 14H7 编码器
baumer 11076211 GT9.06 BüRSTE 6x4x10 H87 编码器
baumer 11091433 GT9.06 L/406 6mA 16H7 IP44 编码器
baumer 11067309 GT9.06 L/410 12H7 编码器
baumer 11085830 GT9.06 L/410 12H7 IP44 编码器
baumer 11089054 GT9.06 L/420 10H7 PF3x3 编码器
baumer 11079717 GT9.06 L/420 12H7 编码器
baumer 11042570 GT9.06 L/420 12H7 IP44 编码器
baumer 11085323 GT9.06 L/420 14H7 00 SP 编码器
baumer 11067293 GT9.06 L/420 14H7 IP44 编码器
baumer 11042566 GT9.06 L/420 16H7 编码器
baumer 11077143 GT9.06 L/420 16H7 IP44 编码器
baumer 11067300 GT9.06 L/420 16H7 SP U PF 编码器
baumer 11067317 GT9.06 L/420K 17K1:10 编码器
baumer 11080145 GT9.06 L/420K 17K1:10 AB-HAUBE 编码器
baumer 11056815 GT9.06 MONTAGEKEGEL 编码器
baumer 11067295 GT9.06/420 00 16H7 M SP U PF 编码器
baumer 11076162 GTB9 / GTR9 AB-Haube IP68 编码器
baumer 11083270 GTB9.06 L/420K + Anbausatz OG6 编码器
baumer 11067338 GTB9.06L/420 12H7 编码器
baumer 11067336 GTB9.06L/420 16H7 编码器
baumer 11067343 GTB9.06L/420 16H7 PF 编码器
baumer 11067345 GTB9.06L/420 K 编码器
baumer 11087796 GTB9.06L/420 K  + OG9 D 500 编码器
baumer 11075945 GTB9.16 L/460 16H7 编码器
baumer 11075550 GTB9.16 L/460 22H7 60V 编码器
baumer 11092905 GTB9.16 L/460K 17K 编码器
baumer 11096487 GTF7.08 L/410 11x30 编码器
baumer 11067474 GTF7.08 L/420 11x30 编码器
baumer 11084515 GTF7.16 L/460 11X30  PF  GU? LS 编码器
baumer 11088765 GTF7.16L/440 GU? PF 编码器
baumer 11066631 GTL5.05L/407 D12 编码器
baumer 11094055 GTL5.05L/410 D12 编码器
baumer 11101265 GTL7.08 L/420 14H7 编码器
baumer 11068434 GTL7.16L/460 编码器
baumer 11086990 GTL7.16L/460 17K 编码器
baumer 11077831 GTR9.16 L/430 16H7 编码器
baumer 11094220 GTR9.16 L/440 16H7 + OG 9 DN 1000 编码器
baumer 11080322 GTR9.16 L/450 16H7 编码器
baumer 11077383 GTR9.16 L/460 16H7 + FS90-3 编码器
baumer 11077381 GTR9.16 L/460 16H7 für B10 编码器
baumer 11042576 GTR9.16L/420 16H7 编码器
baumer 11042578 GTR9.16L/440 16H7 编码器
baumer 11055534 GTR9.16L/460   16H7 S7/H7 编码器
baumer 11042579 GTR9.16L/460 16H7 编码器
baumer 10324189 GUMMISCHUTZKAPPE (BLAU,NG 63) 编码器
baumer 10324179 GUMMISCHUTZKAPPE (ROT,NG 63) 编码器
baumer 11032238 GXA1W.010B002 编码器
baumer 11032239 GXA1W.010B102 编码器
baumer 11032240 GXA1W.01FB102 编码器
baumer 11043906 GXA1W.110B102 编码器
baumer 11032241 GXA1W.11FB102 编码器
baumer 11032242 GXA1W.A10B101 编码器
baumer 11032243 GXA1W.A10B102 编码器
baumer 11032244 GXA1W.B10B102 编码器

在航空发动机的研制过程中，经常需要对试验数据进行分析。传统的数据分析软件如Origin、Matlab等都存在各自的一些缺点，效率偏低。基于图形化编程工具LabVIEW进行数据分析平台的设计，其应用表明，该数据分析平台具有数据处理效率高、人机交互界面友好等优点，可以在各航空发动机型号中推广使用。

关键词：LabVIEW软件；航空发动机；数据分析

1概述

在型号研制过程中，为了完成考核试验，需要制造一定数量的试验发动机，须经过一定的运转时数以达到考核的目的。据统计，型号研制一般需要20～30台试验发动机。发动机台架试车时数一般是5000～8000h，发动机还远远超过这些数字[1]。长期的试验，伴随大量的试验数据，通过试验数据分析可以知道发动机的性能好坏或者排查试验故障。在发动机研制过程的工程研制阶段，往往故障频发；而到了设计定型阶段以后，简单常见的故障都已排除，这时候出现的故障往往偏系统性，定位也不太明确。发动机这些故障的排除，离不开试验数据的采集与分析。美国国家仪器公司（NationalInstruments，简称NI）的创新软件产品LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering），是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件，它与VisualC＋＋、Java等计算机编程语言相比，它抛弃了晦涩难懂的文本代码，使得计算机编程不再是少数人的篆隶[2]。图形化的程序语言，又称为“G”语言。使用这种语言编程时，基本上不用写程序代码，取而代之的是流程图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是一个面向终用户的工具。所有的LabVIEW应用程序，即虚拟仪器（VI），由前面板和程序框图组成。前面板是用来放置各种控件的，程序框图是用来编写代码，不过LabVIEW的代码是*图形化的。LabVIEW提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。近年来，LabVIEW得到了业界的普遍认可，越来越多的编程人员开始使用LabVIEW并把它作为编程语言的手选，通过使用LabVIEW功能强大的图形化编程语言能够成倍地提高编程效率。

2需求分析

在航空发动机的试验与试飞过程中，往往会碰到各种各样的故障，这个时候就需要查看试验试飞的数据（一般为txt或者csv格式），通过数据分析，发现问题所在。当前流行的图形可视化和数据分析软件有Matlab、Mathmatica和Maple等。这些软件功能强大，可以满足科技工作中的许多需要，但使用这些软件需要一定的计算机编程知识和矩阵知识，并熟悉其中大量的函数和命令[3]。科研试验中，也有大部分人使用Origin进行数据分析，Origin为OriginLab公司出品的简单易学、操作灵活的绘图软件，且图形界面漂亮，但是它也存在以下缺点：（1）绘图后需手动改变图例文字的大小、手动更改坐标范围及定制栅格线。（2）没有绘制数字量数据的选项，因为数字量数据不是0就是1，使用Origin绘图，所有数字量数据线会相互重叠。而对数字量数据进行四则运算后再绘图，无疑会增加工作量。（3）Origin绘制图形后，在已绘制的图形上增减另一参数的数据线时，需要重新定制坐标范围与注释文本，这在进行故障分析时，效率极为低下。因此，为了解决通用绘图软件存在的各种弊端，开发一款的数据分析软件，同时适合txt和csv格式，是及其必要的。

3软件设计

3.1主要设计思想

采用事件结构（EventStructure）的方式，事件结构可以用于编写等待事件发生的高效代码。事件结构的优点是可以减少CPU占用率，响应及时。事件发生是由操作系统检测的，并且在没有事件发生时，系统一直处于等待状态，避免了轮询中的无意义查询。事件结构的每一个分支，可以注册用来处理一个或多个事件。本数据分析软件采用常用的While循环+事件结构的方法，把“开始绘图”、“数据输出”等按钮控件的值改变、“参数文件路径”值改变、“波形图”游标移动、标尺范围更改等注册为事件结构的一个分支，在每一个事件分支中进行相应的事件处理。

3.2总体框架路径

输入控件，用于打开需要绘图的数据文件，波形图控件用于显示模拟量数据（如转速、排气温度、燃油流量等），数字波形图控件用于显示数字量数据（开关量、故障字等），多列列表框用于实时显示当前的参数名与数值。波形图与数字波形图上下并排放在一起，两者共用同一横坐标。

3.3软件实现

3.3.1软件工作流程软件平台工作流程如图1所示。先通过参数配置VI生成绘图参数文件，再打开主程序，加载配置文件，进行绘图。可对图形进行缩放，拖动游标实时显示游标处的各参数值，后对图形添加注释并截图保存。3.3.2得到参数配置文件进行数据绘图前，先要告诉软件该列数据的参数名，是转速、排气温度还是其他。然而由于不同数据文件中的参数名、参数个数和参数名的位置通常不一样，这里使用以下方法进行参数名的提取，如图2所示。使用“读取文本文件”函数（按行）读取数据文件到字符串显示控件，读取到参数名时将其添加到列表框控件，后使用“写入文本文件”函数把这些参数名保存到Excel格式参数配置文件中，如图3所示。左边一列为全部参数名，第二、三列分别为模拟量参数在全部参数中的序列号与它的参数名，第四、五列为数字量参数在全部参数中的序列号与它的参数名。绘图时增减绘图参数，可直接在Excel参数配置文件中修改，再加载进绘图软件中即可，大大提高工作效率。3.3.3提取数据到数组对于大数据文件（几百MB甚1GB以上），使用“读取文本文件”函数，会存在等待时间过长或者提示“完成该操作所需内存不足”的现象。在读取数据文件时，采用按行读取的方式，见图4，并加入计数循环次数限定，分别有起始行、总行数、大索引值，在碰到这些限制值时及时跳出循环，减少循环次数，避免因为数据文件太大而导致计算机出现不响应的现象。起始行———从数据文件的第几行开始读取数据。总行数———读取到数据文件的第几行结束。大索引———参数配置文件中，所需绘图参数的大索引值，代表每一行中要读取的数据个数。有用数据———在进行数据分离后得到的字符串数组。数据分离使用“匹配模式”函数，其正则表达式设为“[0-9.:-]+”，可以有效分离数据文件中的正负数值、时间，存入字符串数组，以备绘图时调用。3.3.4实时显示坐标值为了实时显示当前点的参数值，在波形图与数字波形图中以写入游标列表的形式创建动态游标，如图5所示通过检测游标移动事件的方式，将各参数曲线在游标处的值实时显示到多列表控件中。3.3.5图形缩放用图形工具选板进行图形缩放时，为了使波形图和数字波形图共用同一横坐标，需要注册“标尺范围改变”事件。在“标尺范围改变”事件中，波形图与数字波形图的横坐标范围相互赋值。然后将横坐标范围的平均值赋给游标索引，使图形缩放后，游标显示在图形的中心。

4运行结果

软件读取某发动机试验数据后绘图如图6，波形图中显示转速（N）、排气温度（EGT）、测量的燃油流量（WF）等，数字波形图中显示起动开关、起动过程中等数字量。移动黄颜色的游标（图6中虚线），右侧列表框会实时显示游标处坐标点的各参数值，文本框实时显示对应的数据记录时间；根据需求，还可以使用波形图与数字波形图的图形工具选板对图形进行缩放；也可以右击图形界面，在菜单中选择“创建注释”，在合适的位置添加注释文字，如图6中分别在排气温度（EGT）和测量的燃油流量（WF）曲线上标注“78.5”、“44.9”。5结语发动机试验数据的分析是一项繁重、费时的工作，使用通用的数据绘图软件，通常效率低下。据统计，在熟练的情况下，使用通用绘图软件如Origin想把某一次的试验数据通过图形表达清楚，往往需要耗时半天以上。基于LabVIEW友秀的编程环境，设计了友好的人机交互界面，通过该数据平台，1小时以内就能完成一次数据分析；增删绘图曲线时，通过修改参数配置文件，5分钟以内就可以完成图形重绘。由于该数据处理平台绘图参数是从原数据文件直接读取的，不局限于单一的发动机型号，它适用于一切txt和csv格式数据文件的分析，可以推广到各发动机型号中使用。

baumer 11032249 GXA2S.330A105 编码器
baumer 11040132 GXA2S.490A105 编码器
baumer 11032252 GXAMS.0200000 编码器
baumer 11032253 GXAMS.0203P32 编码器
baumer 11008247 GXAMS.0205P32 编码器
baumer 11032255 GXAMS.0205PA2 编码器
baumer 11032256 GXAMS.0208P22 编码器
baumer 11032257 GXAMS.020EPA2 编码器
baumer 11098228 GXAMS.020EPA6 编码器
baumer 11032258 GXAMS.1203P32 编码器
baumer 11112956 GXAMS.1205EA2 编码器
baumer 11032259 GXAMS.4200000 编码器
baumer 11092843 GXAMS.4202PA2 编码器
baumer 11089153 GXAMS.4203P32 编码器
baumer 11093333 GXAMS.4203PA2 编码器
baumer 11080795 GXAMS.4203V32 编码器
baumer 11082389 GXAMS.420EPA6 编码器
baumer 11032260 GXAMS.5203P32 编码器
baumer 11032261 GXAMW.0200000 编码器
baumer 11032262 GXAMW.0203P32 编码器
baumer 11032263 GXAMW.0203P33 编码器
baumer 11051658 GXAMW.0203V32 编码器
baumer 11032265 GXAMW.0205P32 编码器
baumer 11032266 GXAMW.0208P23 编码器
baumer 11032267 GXAMW.020EPA2 编码器
baumer 11098965 GXAMW.020EPA6 编码器
baumer 11080377 GXAMW.050EPA6 编码器
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在航空发动机的研制过程中，经常需要对试验数据进行分析。传统的数据分析软件如Origin、Matlab等都存在各自的一些缺点，效率偏低。基于图形化编程工具LabVIEW进行数据分析平台的设计，其应用表明，该数据分析平台具有数据处理效率高、人机交互界面友好等优点，可以在各航空发动机型号中推广使用。

关键词：LabVIEW软件；航空发动机；数据分析

1概述

在型号研制过程中，为了完成考核试验，需要制造一定数量的试验发动机，须经过一定的运转时数以达到考核的目的。据统计，型号研制一般需要20～30台试验发动机。发动机台架试车时数一般是5000～8000h，发动机还远远超过这些数字[1]。长期的试验，伴随大量的试验数据，通过试验数据分析可以知道发动机的性能好坏或者排查试验故障。在发动机研制过程的工程研制阶段，往往故障频发；而到了设计定型阶段以后，简单常见的故障都已排除，这时候出现的故障往往偏系统性，定位也不太明确。发动机这些故障的排除，离不开试验数据的采集与分析。美国国家仪器公司（NationalInstruments，简称NI）的创新软件产品LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering），是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件，它与VisualC＋＋、Java等计算机编程语言相比，它抛弃了晦涩难懂的文本代码，使得计算机编程不再是少数人的篆隶[2]。图形化的程序语言，又称为“G”语言。使用这种语言编程时，基本上不用写程序代码，取而代之的是流程图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是一个面向终用户的工具。所有的LabVIEW应用程序，即虚拟仪器（VI），由前面板和程序框图组成。前面板是用来放置各种控件的，程序框图是用来编写代码，不过LabVIEW的代码是*图形化的。LabVIEW提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。近年来，LabVIEW得到了业界的普遍认可，越来越多的编程人员开始使用LabVIEW并把它作为编程语言的手选，通过使用LabVIEW功能强大的图形化编程语言能够成倍地提高编程效率。

2需求分析

在航空发动机的试验与试飞过程中，往往会碰到各种各样的故障，这个时候就需要查看试验试飞的数据（一般为txt或者csv格式），通过数据分析，发现问题所在。当前流行的图形可视化和数据分析软件有Matlab、Mathmatica和Maple等。这些软件功能强大，可以满足科技工作中的许多需要，但使用这些软件需要一定的计算机编程知识和矩阵知识，并熟悉其中大量的函数和命令[3]。科研试验中，也有大部分人使用Origin进行数据分析，Origin为OriginLab公司出品的简单易学、操作灵活的绘图软件，且图形界面漂亮，但是它也存在以下缺点：（1）绘图后需手动改变图例文字的大小、手动更改坐标范围及定制栅格线。（2）没有绘制数字量数据的选项，因为数字量数据不是0就是1，使用Origin绘图，所有数字量数据线会相互重叠。而对数字量数据进行四则运算后再绘图，无疑会增加工作量。（3）Origin绘制图形后，在已绘制的图形上增减另一参数的数据线时，需要重新定制坐标范围与注释文本，这在进行故障分析时，效率极为低下。因此，为了解决通用绘图软件存在的各种弊端，开发一款的数据分析软件，同时适合txt和csv格式，是及其必要的。

3软件设计

3.1主要设计思想

采用事件结构（EventStructure）的方式，事件结构可以用于编写等待事件发生的高效代码。事件结构的优点是可以减少CPU占用率，响应及时。事件发生是由操作系统检测的，并且在没有事件发生时，系统一直处于等待状态，避免了轮询中的无意义查询。事件结构的每一个分支，可以注册用来处理一个或多个事件。本数据分析软件采用常用的While循环+事件结构的方法，把“开始绘图”、“数据输出”等按钮控件的值改变、“参数文件路径”值改变、“波形图”游标移动、标尺范围更改等注册为事件结构的一个分支，在每一个事件分支中进行相应的事件处理。

3.2总体框架路径

输入控件，用于打开需要绘图的数据文件，波形图控件用于显示模拟量数据（如转速、排气温度、燃油流量等），数字波形图控件用于显示数字量数据（开关量、故障字等），多列列表框用于实时显示当前的参数名与数值。波形图与数字波形图上下并排放在一起，两者共用同一横坐标。

3.3软件实现

3.3.1软件工作流程软件平台工作流程如图1所示。先通过参数配置VI生成绘图参数文件，再打开主程序，加载配置文件，进行绘图。可对图形进行缩放，拖动游标实时显示游标处的各参数值，后对图形添加注释并截图保存。3.3.2得到参数配置文件进行数据绘图前，先要告诉软件该列数据的参数名，是转速、排气温度还是其他。然而由于不同数据文件中的参数名、参数个数和参数名的位置通常不一样，这里使用以下方法进行参数名的提取，如图2所示。使用“读取文本文件”函数（按行）读取数据文件到字符串显示控件，读取到参数名时将其添加到列表框控件，后使用“写入文本文件”函数把这些参数名保存到Excel格式参数配置文件中，如图3所示。左边一列为全部参数名，第二、三列分别为模拟量参数在全部参数中的序列号与它的参数名，第四、五列为数字量参数在全部参数中的序列号与它的参数名。绘图时增减绘图参数，可直接在Excel参数配置文件中修改，再加载进绘图软件中即可，大大提高工作效率。3.3.3提取数据到数组对于大数据文件（几百MB甚1GB以上），使用“读取文本文件”函数，会存在等待时间过长或者提示“完成该操作所需内存不足”的现象。在读取数据文件时，采用按行读取的方式，见图4，并加入计数循环次数限定，分别有起始行、总行数、大索引值，在碰到这些限制值时及时跳出循环，减少循环次数，避免因为数据文件太大而导致计算机出现不响应的现象。起始行———从数据文件的第几行开始读取数据。总行数———读取到数据文件的第几行结束。大索引———参数配置文件中，所需绘图参数的大索引值，代表每一行中要读取的数据个数。有用数据———在进行数据分离后得到的字符串数组。数据分离使用“匹配模式”函数，其正则表达式设为“[0-9.:-]+”，可以有效分离数据文件中的正负数值、时间，存入字符串数组，以备绘图时调用。3.3.4实时显示坐标值为了实时显示当前点的参数值，在波形图与数字波形图中以写入游标列表的形式创建动态游标，如图5所示通过检测游标移动事件的方式，将各参数曲线在游标处的值实时显示到多列表控件中。3.3.5图形缩放用图形工具选板进行图形缩放时，为了使波形图和数字波形图共用同一横坐标，需要注册“标尺范围改变”事件。在“标尺范围改变”事件中，波形图与数字波形图的横坐标范围相互赋值。然后将横坐标范围的平均值赋给游标索引，使图形缩放后，游标显示在图形的中心。

4运行结果

软件读取某发动机试验数据后绘图如图6，波形图中显示转速（N）、排气温度（EGT）、测量的燃油流量（WF）等，数字波形图中显示起动开关、起动过程中等数字量。移动黄颜色的游标（图6中虚线），右侧列表框会实时显示游标处坐标点的各参数值，文本框实时显示对应的数据记录时间；根据需求，还可以使用波形图与数字波形图的图形工具选板对图形进行缩放；也可以右击图形界面，在菜单中选择“创建注释”，在合适的位置添加注释文字，如图6中分别在排气温度（EGT）和测量的燃油流量（WF）曲线上标注“78.5”、“44.9”。5结语发动机试验数据的分析是一项繁重、费时的工作，使用通用的数据绘图软件，通常效率低下。据统计，在熟练的情况下，使用通用绘图软件如Origin想把某一次的试验数据通过图形表达清楚，往往需要耗时半天以上。基于LabVIEW友秀的编程环境，设计了友好的人机交互界面，通过该数据平台，1小时以内就能完成一次数据分析；增删绘图曲线时，通过修改参数配置文件，5分钟以内就可以完成图形重绘。由于该数据处理平台绘图参数是从原数据文件直接读取的，不局限于单一的发动机型号，它适用于一切txt和csv格式数据文件的分析，可以推广到各发动机型号中使用。

baumer 11032301 GXM1W.02031B9B00 编码器
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baumer 11032307 GXM1W.02041A7700 编码器
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baumer 11104171 GXM2S.0102102 编码器
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在航空发动机的研制过程中，经常需要对试验数据进行分析。传统的数据分析软件如Origin、Matlab等都存在各自的一些缺点，效率偏低。基于图形化编程工具LabVIEW进行数据分析平台的设计，其应用表明，该数据分析平台具有数据处理效率高、人机交互界面友好等优点，可以在各航空发动机型号中推广使用。

关键词：LabVIEW软件；航空发动机；数据分析

1概述

在型号研制过程中，为了完成考核试验，需要制造一定数量的试验发动机，须经过一定的运转时数以达到考核的目的。据统计，型号研制一般需要20～30台试验发动机。发动机台架试车时数一般是5000～8000h，发动机还远远超过这些数字[1]。长期的试验，伴随大量的试验数据，通过试验数据分析可以知道发动机的性能好坏或者排查试验故障。在发动机研制过程的工程研制阶段，往往故障频发；而到了设计定型阶段以后，简单常见的故障都已排除，这时候出现的故障往往偏系统性，定位也不太明确。发动机这些故障的排除，离不开试验数据的采集与分析。美国国家仪器公司（NationalInstruments，简称NI）的创新软件产品LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering），是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件，它与VisualC＋＋、Java等计算机编程语言相比，它抛弃了晦涩难懂的文本代码，使得计算机编程不再是少数人的篆隶[2]。图形化的程序语言，又称为“G”语言。使用这种语言编程时，基本上不用写程序代码，取而代之的是流程图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是一个面向终用户的工具。所有的LabVIEW应用程序，即虚拟仪器（VI），由前面板和程序框图组成。前面板是用来放置各种控件的，程序框图是用来编写代码，不过LabVIEW的代码是*图形化的。LabVIEW提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。近年来，LabVIEW得到了业界的普遍认可，越来越多的编程人员开始使用LabVIEW并把它作为编程语言的手选，通过使用LabVIEW功能强大的图形化编程语言能够成倍地提高编程效率。

2需求分析

在航空发动机的试验与试飞过程中，往往会碰到各种各样的故障，这个时候就需要查看试验试飞的数据（一般为txt或者csv格式），通过数据分析，发现问题所在。当前流行的图形可视化和数据分析软件有Matlab、Mathmatica和Maple等。这些软件功能强大，可以满足科技工作中的许多需要，但使用这些软件需要一定的计算机编程知识和矩阵知识，并熟悉其中大量的函数和命令[3]。科研试验中，也有大部分人使用Origin进行数据分析，Origin为OriginLab公司出品的简单易学、操作灵活的绘图软件，且图形界面漂亮，但是它也存在以下缺点：（1）绘图后需手动改变图例文字的大小、手动更改坐标范围及定制栅格线。（2）没有绘制数字量数据的选项，因为数字量数据不是0就是1，使用Origin绘图，所有数字量数据线会相互重叠。而对数字量数据进行四则运算后再绘图，无疑会增加工作量。（3）Origin绘制图形后，在已绘制的图形上增减另一参数的数据线时，需要重新定制坐标范围与注释文本，这在进行故障分析时，效率极为低下。因此，为了解决通用绘图软件存在的各种弊端，开发一款的数据分析软件，同时适合txt和csv格式，是及其必要的。

3软件设计

3.1主要设计思想

采用事件结构（EventStructure）的方式，事件结构可以用于编写等待事件发生的高效代码。事件结构的优点是可以减少CPU占用率，响应及时。事件发生是由操作系统检测的，并且在没有事件发生时，系统一直处于等待状态，避免了轮询中的无意义查询。事件结构的每一个分支，可以注册用来处理一个或多个事件。本数据分析软件采用常用的While循环+事件结构的方法，把“开始绘图”、“数据输出”等按钮控件的值改变、“参数文件路径”值改变、“波形图”游标移动、标尺范围更改等注册为事件结构的一个分支，在每一个事件分支中进行相应的事件处理。

3.2总体框架路径

输入控件，用于打开需要绘图的数据文件，波形图控件用于显示模拟量数据（如转速、排气温度、燃油流量等），数字波形图控件用于显示数字量数据（开关量、故障字等），多列列表框用于实时显示当前的参数名与数值。波形图与数字波形图上下并排放在一起，两者共用同一横坐标。

3.3软件实现

3.3.1软件工作流程软件平台工作流程如图1所示。先通过参数配置VI生成绘图参数文件，再打开主程序，加载配置文件，进行绘图。可对图形进行缩放，拖动游标实时显示游标处的各参数值，后对图形添加注释并截图保存。3.3.2得到参数配置文件进行数据绘图前，先要告诉软件该列数据的参数名，是转速、排气温度还是其他。然而由于不同数据文件中的参数名、参数个数和参数名的位置通常不一样，这里使用以下方法进行参数名的提取，如图2所示。使用“读取文本文件”函数（按行）读取数据文件到字符串显示控件，读取到参数名时将其添加到列表框控件，后使用“写入文本文件”函数把这些参数名保存到Excel格式参数配置文件中，如图3所示。左边一列为全部参数名，第二、三列分别为模拟量参数在全部参数中的序列号与它的参数名，第四、五列为数字量参数在全部参数中的序列号与它的参数名。绘图时增减绘图参数，可直接在Excel参数配置文件中修改，再加载进绘图软件中即可，大大提高工作效率。3.3.3提取数据到数组对于大数据文件（几百MB甚1GB以上），使用“读取文本文件”函数，会存在等待时间过长或者提示“完成该操作所需内存不足”的现象。在读取数据文件时，采用按行读取的方式，见图4，并加入计数循环次数限定，分别有起始行、总行数、大索引值，在碰到这些限制值时及时跳出循环，减少循环次数，避免因为数据文件太大而导致计算机出现不响应的现象。起始行———从数据文件的第几行开始读取数据。总行数———读取到数据文件的第几行结束。大索引———参数配置文件中，所需绘图参数的大索引值，代表每一行中要读取的数据个数。有用数据———在进行数据分离后得到的字符串数组。数据分离使用“匹配模式”函数，其正则表达式设为“[0-9.:-]+”，可以有效分离数据文件中的正负数值、时间，存入字符串数组，以备绘图时调用。3.3.4实时显示坐标值为了实时显示当前点的参数值，在波形图与数字波形图中以写入游标列表的形式创建动态游标，如图5所示通过检测游标移动事件的方式，将各参数曲线在游标处的值实时显示到多列表控件中。3.3.5图形缩放用图形工具选板进行图形缩放时，为了使波形图和数字波形图共用同一横坐标，需要注册“标尺范围改变”事件。在“标尺范围改变”事件中，波形图与数字波形图的横坐标范围相互赋值。然后将横坐标范围的平均值赋给游标索引，使图形缩放后，游标显示在图形的中心。

4运行结果

软件读取某发动机试验数据后绘图如图6，波形图中显示转速（N）、排气温度（EGT）、测量的燃油流量（WF）等，数字波形图中显示起动开关、起动过程中等数字量。移动黄颜色的游标（图6中虚线），右侧列表框会实时显示游标处坐标点的各参数值，文本框实时显示对应的数据记录时间；根据需求，还可以使用波形图与数字波形图的图形工具选板对图形进行缩放；也可以右击图形界面，在菜单中选择“创建注释”，在合适的位置添加注释文字，如图6中分别在排气温度（EGT）和测量的燃油流量（WF）曲线上标注“78.5”、“44.9”。5结语发动机试验数据的分析是一项繁重、费时的工作，使用通用的数据绘图软件，通常效率低下。据统计，在熟练的情况下，使用通用绘图软件如Origin想把某一次的试验数据通过图形表达清楚，往往需要耗时半天以上。基于LabVIEW友秀的编程环境，设计了友好的人机交互界面，通过该数据平台，1小时以内就能完成一次数据分析；增删绘图曲线时，通过修改参数配置文件，5分钟以内就可以完成图形重绘。由于该数据处理平台绘图参数是从原数据文件直接读取的，不局限于单一的发动机型号，它适用于一切txt和csv格式数据文件的分析，可以推广到各发动机型号中使用。

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baumer 11135184 GXMMS.2203EA2 编码器

在航空发动机的研制过程中，经常需要对试验数据进行分析。传统的数据分析软件如Origin、Matlab等都存在各自的一些缺点，效率偏低。基于图形化编程工具LabVIEW进行数据分析平台的设计，其应用表明，该数据分析平台具有数据处理效率高、人机交互界面友好等优点，可以在各航空发动机型号中推广使用。

关键词：LabVIEW软件；航空发动机；数据分析

1概述

在型号研制过程中，为了完成考核试验，需要制造一定数量的试验发动机，须经过一定的运转时数以达到考核的目的。据统计，型号研制一般需要20～30台试验发动机。发动机台架试车时数一般是5000～8000h，发动机还远远超过这些数字[1]。长期的试验，伴随大量的试验数据，通过试验数据分析可以知道发动机的性能好坏或者排查试验故障。在发动机研制过程的工程研制阶段，往往故障频发；而到了设计定型阶段以后，简单常见的故障都已排除，这时候出现的故障往往偏系统性，定位也不太明确。发动机这些故障的排除，离不开试验数据的采集与分析。美国国家仪器公司（NationalInstruments，简称NI）的创新软件产品LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering），是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件，它与VisualC＋＋、Java等计算机编程语言相比，它抛弃了晦涩难懂的文本代码，使得计算机编程不再是少数人的篆隶[2]。图形化的程序语言，又称为“G”语言。使用这种语言编程时，基本上不用写程序代码，取而代之的是流程图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是一个面向终用户的工具。所有的LabVIEW应用程序，即虚拟仪器（VI），由前面板和程序框图组成。前面板是用来放置各种控件的，程序框图是用来编写代码，不过LabVIEW的代码是*图形化的。LabVIEW提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。近年来，LabVIEW得到了业界的普遍认可，越来越多的编程人员开始使用LabVIEW并把它作为编程语言的手选，通过使用LabVIEW功能强大的图形化编程语言能够成倍地提高编程效率。

2需求分析

在航空发动机的试验与试飞过程中，往往会碰到各种各样的故障，这个时候就需要查看试验试飞的数据（一般为txt或者csv格式），通过数据分析，发现问题所在。当前流行的图形可视化和数据分析软件有Matlab、Mathmatica和Maple等。这些软件功能强大，可以满足科技工作中的许多需要，但使用这些软件需要一定的计算机编程知识和矩阵知识，并熟悉其中大量的函数和命令[3]。科研试验中，也有大部分人使用Origin进行数据分析，Origin为OriginLab公司出品的简单易学、操作灵活的绘图软件，且图形界面漂亮，但是它也存在以下缺点：（1）绘图后需手动改变图例文字的大小、手动更改坐标范围及定制栅格线。（2）没有绘制数字量数据的选项，因为数字量数据不是0就是1，使用Origin绘图，所有数字量数据线会相互重叠。而对数字量数据进行四则运算后再绘图，无疑会增加工作量。（3）Origin绘制图形后，在已绘制的图形上增减另一参数的数据线时，需要重新定制坐标范围与注释文本，这在进行故障分析时，效率极为低下。因此，为了解决通用绘图软件存在的各种弊端，开发一款的数据分析软件，同时适合txt和csv格式，是及其必要的。

3软件设计

3.1主要设计思想

采用事件结构（EventStructure）的方式，事件结构可以用于编写等待事件发生的高效代码。事件结构的优点是可以减少CPU占用率，响应及时。事件发生是由操作系统检测的，并且在没有事件发生时，系统一直处于等待状态，避免了轮询中的无意义查询。事件结构的每一个分支，可以注册用来处理一个或多个事件。本数据分析软件采用常用的While循环+事件结构的方法，把“开始绘图”、“数据输出”等按钮控件的值改变、“参数文件路径”值改变、“波形图”游标移动、标尺范围更改等注册为事件结构的一个分支，在每一个事件分支中进行相应的事件处理。

3.2总体框架路径

输入控件，用于打开需要绘图的数据文件，波形图控件用于显示模拟量数据（如转速、排气温度、燃油流量等），数字波形图控件用于显示数字量数据（开关量、故障字等），多列列表框用于实时显示当前的参数名与数值。波形图与数字波形图上下并排放在一起，两者共用同一横坐标。

3.3软件实现

3.3.1软件工作流程软件平台工作流程如图1所示。先通过参数配置VI生成绘图参数文件，再打开主程序，加载配置文件，进行绘图。可对图形进行缩放，拖动游标实时显示游标处的各参数值，后对图形添加注释并截图保存。3.3.2得到参数配置文件进行数据绘图前，先要告诉软件该列数据的参数名，是转速、排气温度还是其他。然而由于不同数据文件中的参数名、参数个数和参数名的位置通常不一样，这里使用以下方法进行参数名的提取，如图2所示。使用“读取文本文件”函数（按行）读取数据文件到字符串显示控件，读取到参数名时将其添加到列表框控件，后使用“写入文本文件”函数把这些参数名保存到Excel格式参数配置文件中，如图3所示。左边一列为全部参数名，第二、三列分别为模拟量参数在全部参数中的序列号与它的参数名，第四、五列为数字量参数在全部参数中的序列号与它的参数名。绘图时增减绘图参数，可直接在Excel参数配置文件中修改，再加载进绘图软件中即可，大大提高工作效率。3.3.3提取数据到数组对于大数据文件（几百MB甚1GB以上），使用“读取文本文件”函数，会存在等待时间过长或者提示“完成该操作所需内存不足”的现象。在读取数据文件时，采用按行读取的方式，见图4，并加入计数循环次数限定，分别有起始行、总行数、大索引值，在碰到这些限制值时及时跳出循环，减少循环次数，避免因为数据文件太大而导致计算机出现不响应的现象。起始行———从数据文件的第几行开始读取数据。总行数———读取到数据文件的第几行结束。大索引———参数配置文件中，所需绘图参数的大索引值，代表每一行中要读取的数据个数。有用数据———在进行数据分离后得到的字符串数组。数据分离使用“匹配模式”函数，其正则表达式设为“[0-9.:-]+”，可以有效分离数据文件中的正负数值、时间，存入字符串数组，以备绘图时调用。3.3.4实时显示坐标值为了实时显示当前点的参数值，在波形图与数字波形图中以写入游标列表的形式创建动态游标，如图5所示通过检测游标移动事件的方式，将各参数曲线在游标处的值实时显示到多列表控件中。3.3.5图形缩放用图形工具选板进行图形缩放时，为了使波形图和数字波形图共用同一横坐标，需要注册“标尺范围改变”事件。在“标尺范围改变”事件中，波形图与数字波形图的横坐标范围相互赋值。然后将横坐标范围的平均值赋给游标索引，使图形缩放后，游标显示在图形的中心。

4运行结果

软件读取某发动机试验数据后绘图如图6，波形图中显示转速（N）、排气温度（EGT）、测量的燃油流量（WF）等，数字波形图中显示起动开关、起动过程中等数字量。移动黄颜色的游标（图6中虚线），右侧列表框会实时显示游标处坐标点的各参数值，文本框实时显示对应的数据记录时间；根据需求，还可以使用波形图与数字波形图的图形工具选板对图形进行缩放；也可以右击图形界面，在菜单中选择“创建注释”，在合适的位置添加注释文字，如图6中分别在排气温度（EGT）和测量的燃油流量（WF）曲线上标注“78.5”、“44.9”。5结语发动机试验数据的分析是一项繁重、费时的工作，使用通用的数据绘图软件，通常效率低下。据统计，在熟练的情况下，使用通用绘图软件如Origin想把某一次的试验数据通过图形表达清楚，往往需要耗时半天以上。基于LabVIEW友秀的编程环境，设计了友好的人机交互界面，通过该数据平台，1小时以内就能完成一次数据分析；增删绘图曲线时，通过修改参数配置文件，5分钟以内就可以完成图形重绘。由于该数据处理平台绘图参数是从原数据文件直接读取的，不局限于单一的发动机型号，它适用于一切txt和csv格式数据文件的分析，可以推广到各发动机型号中使用。

baumer 11032473 GXMMS.2205P32 编码器
baumer 11111057 GXMMS.2208EA2 编码器
baumer 11032474 GXMMS.3205P33 编码器
baumer 11032475 GXMMS.3205PA2 编码器
baumer 11032476 GXMMS.3208P23 编码器
baumer 11032477 GXMMS.4200000 编码器
baumer 11032478 GXMMS.4202PA2 编码器
baumer 11098940 GXMMS.4203EA2 编码器
baumer 11032479 GXMMS.4203P32 编码器
baumer 11032480 GXMMS.4203PA2 编码器
baumer 11032481 GXMMS.4203V32 编码器
baumer 11102459 GXMMS.4208EA2 编码器
baumer 11032482 GXMMS.4208P22 编码器
baumer 11032483 GXMMS.420EPA2 编码器
baumer 11032484 GXMMS.420EPA4 编码器
baumer 11082723 GXMMS.420EPA6 编码器
baumer 11089143 GXMMS.5202PA2 编码器
baumer 11032485 GXMMS.5203P32 编码器
baumer 11091972 GXMMS.5203PA2 编码器
baumer 11032486 GXMMS.5203VA2 编码器
baumer 11094262 GXMMS.5208EA2 编码器
baumer 11032487 GXMMS.5208P23 编码器
baumer 11032488 GXMMS.8203P32 编码器
baumer 11032489 GXMMS.9203N32 编码器
baumer 11111051 GXMMS.B208EA2 编码器
baumer 11104691 GXMMS.B208P22 编码器
baumer 11104698 GXMMS.B20EPA6 编码器
baumer 11032490 GXMMS.E01 编码器
baumer 11032492 GXMMS.E04 编码器
baumer 11032494 GXMMS.E07 编码器
baumer 11032495 GXMMS.E08 编码器
baumer 11032496 GXMMS.E09 编码器
baumer 11032497 GXMMS.E12 编码器
baumer 11032498 GXMMS.E13 编码器
baumer 11032501 GXMMS.E16 编码器
baumer 11032503 GXMMS.E18 编码器
baumer 11046402 GXMMS.E19 编码器
baumer 11081196 GXMMS.E20 编码器
baumer 11080877 GXMMS.E21 编码器
baumer 11095720 GXMMS.E23 编码器
baumer 11096669 GXMMS.E25 编码器
baumer 11127657 GXMMS.E26 编码器
baumer 11032504 GXMMS.T20EPA2 编码器
baumer 11087186 GXMMS.U203P32 编码器
baumer 11088409 GXMMS.V203P32 编码器
baumer 11032515 GXMMW.0200000 编码器
baumer 11032516 GXMMW.0202PA2 编码器
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baumer 11032519 GXMMW.0203P34 编码器
baumer 11032520 GXMMW.0203PA2 编码器

在航空发动机的研制过程中，经常需要对试验数据进行分析。传统的数据分析软件如Origin、Matlab等都存在各自的一些缺点，效率偏低。基于图形化编程工具LabVIEW进行数据分析平台的设计，其应用表明，该数据分析平台具有数据处理效率高、人机交互界面友好等优点，可以在各航空发动机型号中推广使用。

关键词：LabVIEW软件；航空发动机；数据分析

1概述

在型号研制过程中，为了完成考核试验，需要制造一定数量的试验发动机，须经过一定的运转时数以达到考核的目的。据统计，型号研制一般需要20～30台试验发动机。发动机台架试车时数一般是5000～8000h，发动机还远远超过这些数字[1]。长期的试验，伴随大量的试验数据，通过试验数据分析可以知道发动机的性能好坏或者排查试验故障。在发动机研制过程的工程研制阶段，往往故障频发；而到了设计定型阶段以后，简单常见的故障都已排除，这时候出现的故障往往偏系统性，定位也不太明确。发动机这些故障的排除，离不开试验数据的采集与分析。美国国家仪器公司（NationalInstruments，简称NI）的创新软件产品LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering），是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件，它与VisualC＋＋、Java等计算机编程语言相比，它抛弃了晦涩难懂的文本代码，使得计算机编程不再是少数人的篆隶[2]。图形化的程序语言，又称为“G”语言。使用这种语言编程时，基本上不用写程序代码，取而代之的是流程图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是一个面向终用户的工具。所有的LabVIEW应用程序，即虚拟仪器（VI），由前面板和程序框图组成。前面板是用来放置各种控件的，程序框图是用来编写代码，不过LabVIEW的代码是*图形化的。LabVIEW提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。近年来，LabVIEW得到了业界的普遍认可，越来越多的编程人员开始使用LabVIEW并把它作为编程语言的手选，通过使用LabVIEW功能强大的图形化编程语言能够成倍地提高编程效率。

2需求分析

在航空发动机的试验与试飞过程中，往往会碰到各种各样的故障，这个时候就需要查看试验试飞的数据（一般为txt或者csv格式），通过数据分析，发现问题所在。当前流行的图形可视化和数据分析软件有Matlab、Mathmatica和Maple等。这些软件功能强大，可以满足科技工作中的许多需要，但使用这些软件需要一定的计算机编程知识和矩阵知识，并熟悉其中大量的函数和命令[3]。科研试验中，也有大部分人使用Origin进行数据分析，Origin为OriginLab公司出品的简单易学、操作灵活的绘图软件，且图形界面漂亮，但是它也存在以下缺点：（1）绘图后需手动改变图例文字的大小、手动更改坐标范围及定制栅格线。（2）没有绘制数字量数据的选项，因为数字量数据不是0就是1，使用Origin绘图，所有数字量数据线会相互重叠。而对数字量数据进行四则运算后再绘图，无疑会增加工作量。（3）Origin绘制图形后，在已绘制的图形上增减另一参数的数据线时，需要重新定制坐标范围与注释文本，这在进行故障分析时，效率极为低下。因此，为了解决通用绘图软件存在的各种弊端，开发一款的数据分析软件，同时适合txt和csv格式，是及其必要的。

3软件设计

3.1主要设计思想

采用事件结构（EventStructure）的方式，事件结构可以用于编写等待事件发生的高效代码。事件结构的优点是可以减少CPU占用率，响应及时。事件发生是由操作系统检测的，并且在没有事件发生时，系统一直处于等待状态，避免了轮询中的无意义查询。事件结构的每一个分支，可以注册用来处理一个或多个事件。本数据分析软件采用常用的While循环+事件结构的方法，把“开始绘图”、“数据输出”等按钮控件的值改变、“参数文件路径”值改变、“波形图”游标移动、标尺范围更改等注册为事件结构的一个分支，在每一个事件分支中进行相应的事件处理。

3.2总体框架路径

输入控件，用于打开需要绘图的数据文件，波形图控件用于显示模拟量数据（如转速、排气温度、燃油流量等），数字波形图控件用于显示数字量数据（开关量、故障字等），多列列表框用于实时显示当前的参数名与数值。波形图与数字波形图上下并排放在一起，两者共用同一横坐标。

3.3软件实现

3.3.1软件工作流程软件平台工作流程如图1所示。先通过参数配置VI生成绘图参数文件，再打开主程序，加载配置文件，进行绘图。可对图形进行缩放，拖动游标实时显示游标处的各参数值，后对图形添加注释并截图保存。3.3.2得到参数配置文件进行数据绘图前，先要告诉软件该列数据的参数名，是转速、排气温度还是其他。然而由于不同数据文件中的参数名、参数个数和参数名的位置通常不一样，这里使用以下方法进行参数名的提取，如图2所示。使用“读取文本文件”函数（按行）读取数据文件到字符串显示控件，读取到参数名时将其添加到列表框控件，后使用“写入文本文件”函数把这些参数名保存到Excel格式参数配置文件中，如图3所示。左边一列为全部参数名，第二、三列分别为模拟量参数在全部参数中的序列号与它的参数名，第四、五列为数字量参数在全部参数中的序列号与它的参数名。绘图时增减绘图参数，可直接在Excel参数配置文件中修改，再加载进绘图软件中即可，大大提高工作效率。3.3.3提取数据到数组对于大数据文件（几百MB甚1GB以上），使用“读取文本文件”函数，会存在等待时间过长或者提示“完成该操作所需内存不足”的现象。在读取数据文件时，采用按行读取的方式，见图4，并加入计数循环次数限定，分别有起始行、总行数、大索引值，在碰到这些限制值时及时跳出循环，减少循环次数，避免因为数据文件太大而导致计算机出现不响应的现象。起始行———从数据文件的第几行开始读取数据。总行数———读取到数据文件的第几行结束。大索引———参数配置文件中，所需绘图参数的大索引值，代表每一行中要读取的数据个数。有用数据———在进行数据分离后得到的字符串数组。数据分离使用“匹配模式”函数，其正则表达式设为“[0-9.:-]+”，可以有效分离数据文件中的正负数值、时间，存入字符串数组，以备绘图时调用。3.3.4实时显示坐标值为了实时显示当前点的参数值，在波形图与数字波形图中以写入游标列表的形式创建动态游标，如图5所示通过检测游标移动事件的方式，将各参数曲线在游标处的值实时显示到多列表控件中。3.3.5图形缩放用图形工具选板进行图形缩放时，为了使波形图和数字波形图共用同一横坐标，需要注册“标尺范围改变”事件。在“标尺范围改变”事件中，波形图与数字波形图的横坐标范围相互赋值。然后将横坐标范围的平均值赋给游标索引，使图形缩放后，游标显示在图形的中心。

4运行结果

软件读取某发动机试验数据后绘图如图6，波形图中显示转速（N）、排气温度（EGT）、测量的燃油流量（WF）等，数字波形图中显示起动开关、起动过程中等数字量。移动黄颜色的游标（图6中虚线），右侧列表框会实时显示游标处坐标点的各参数值，文本框实时显示对应的数据记录时间；根据需求，还可以使用波形图与数字波形图的图形工具选板对图形进行缩放；也可以右击图形界面，在菜单中选择“创建注释”，在合适的位置添加注释文字，如图6中分别在排气温度（EGT）和测量的燃油流量（WF）曲线上标注“78.5”、“44.9”。5结语发动机试验数据的分析是一项繁重、费时的工作，使用通用的数据绘图软件，通常效率低下。据统计，在熟练的情况下，使用通用绘图软件如Origin想把某一次的试验数据通过图形表达清楚，往往需要耗时半天以上。基于LabVIEW友秀的编程环境，设计了友好的人机交互界面，通过该数据平台，1小时以内就能完成一次数据分析；增删绘图曲线时，通过修改参数配置文件，5分钟以内就可以完成图形重绘。由于该数据处理平台绘图参数是从原数据文件直接读取的，不局限于单一的发动机型号，它适用于一切txt和csv格式数据文件的分析，可以推广到各发动机型号中使用。

baumer 11032521 GXMMW.0203V32 编码器
baumer 11089372 GXMMW.0205EA2 编码器
baumer 11032522 GXMMW.0205P32 编码器
baumer 11032523 GXMMW.0205P33 编码器
baumer 11032524 GXMMW.0205PA2 编码器
baumer 11087555 GXMMW.0208EA2 编码器
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baumer 11032526 GXMMW.0208P23 编码器
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baumer 11077270 GXMMW.020EPA7 编码器
baumer 11104170 GXMMW.0F05PA2 编码器
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baumer 11032534 GXMMW.1202PA2 编码器
baumer 11032535 GXMMW.1203P32 编码器
baumer 11032536 GXMMW.1203P33 编码器
baumer 11032537 GXMMW.1203PA2 编码器
baumer 11048087 GXMMW.1203V32 编码器
baumer 11032538 GXMMW.1205P32 编码器

在航空发动机的研制过程中，经常需要对试验数据进行分析。传统的数据分析软件如Origin、Matlab等都存在各自的一些缺点，效率偏低。基于图形化编程工具LabVIEW进行数据分析平台的设计，其应用表明，该数据分析平台具有数据处理效率高、人机交互界面友好等优点，可以在各航空发动机型号中推广使用。

关键词：LabVIEW软件；航空发动机；数据分析

1概述

在型号研制过程中，为了完成考核试验，需要制造一定数量的试验发动机，须经过一定的运转时数以达到考核的目的。据统计，型号研制一般需要20～30台试验发动机。发动机台架试车时数一般是5000～8000h，发动机还远远超过这些数字[1]。长期的试验，伴随大量的试验数据，通过试验数据分析可以知道发动机的性能好坏或者排查试验故障。在发动机研制过程的工程研制阶段，往往故障频发；而到了设计定型阶段以后，简单常见的故障都已排除，这时候出现的故障往往偏系统性，定位也不太明确。发动机这些故障的排除，离不开试验数据的采集与分析。美国国家仪器公司（NationalInstruments，简称NI）的创新软件产品LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering），是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件，它与VisualC＋＋、Java等计算机编程语言相比，它抛弃了晦涩难懂的文本代码，使得计算机编程不再是少数人的篆隶[2]。图形化的程序语言，又称为“G”语言。使用这种语言编程时，基本上不用写程序代码，取而代之的是流程图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是一个面向终用户的工具。所有的LabVIEW应用程序，即虚拟仪器（VI），由前面板和程序框图组成。前面板是用来放置各种控件的，程序框图是用来编写代码，不过LabVIEW的代码是*图形化的。LabVIEW提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。近年来，LabVIEW得到了业界的普遍认可，越来越多的编程人员开始使用LabVIEW并把它作为编程语言的手选，通过使用LabVIEW功能强大的图形化编程语言能够成倍地提高编程效率。

2需求分析

在航空发动机的试验与试飞过程中，往往会碰到各种各样的故障，这个时候就需要查看试验试飞的数据（一般为txt或者csv格式），通过数据分析，发现问题所在。当前流行的图形可视化和数据分析软件有Matlab、Mathmatica和Maple等。这些软件功能强大，可以满足科技工作中的许多需要，但使用这些软件需要一定的计算机编程知识和矩阵知识，并熟悉其中大量的函数和命令[3]。科研试验中，也有大部分人使用Origin进行数据分析，Origin为OriginLab公司出品的简单易学、操作灵活的绘图软件，且图形界面漂亮，但是它也存在以下缺点：（1）绘图后需手动改变图例文字的大小、手动更改坐标范围及定制栅格线。（2）没有绘制数字量数据的选项，因为数字量数据不是0就是1，使用Origin绘图，所有数字量数据线会相互重叠。而对数字量数据进行四则运算后再绘图，无疑会增加工作量。（3）Origin绘制图形后，在已绘制的图形上增减另一参数的数据线时，需要重新定制坐标范围与注释文本，这在进行故障分析时，效率极为低下。因此，为了解决通用绘图软件存在的各种弊端，开发一款的数据分析软件，同时适合txt和csv格式，是及其必要的。

3软件设计

3.1主要设计思想

采用事件结构（EventStructure）的方式，事件结构可以用于编写等待事件发生的高效代码。事件结构的优点是可以减少CPU占用率，响应及时。事件发生是由操作系统检测的，并且在没有事件发生时，系统一直处于等待状态，避免了轮询中的无意义查询。事件结构的每一个分支，可以注册用来处理一个或多个事件。本数据分析软件采用常用的While循环+事件结构的方法，把“开始绘图”、“数据输出”等按钮控件的值改变、“参数文件路径”值改变、“波形图”游标移动、标尺范围更改等注册为事件结构的一个分支，在每一个事件分支中进行相应的事件处理。

3.2总体框架路径

输入控件，用于打开需要绘图的数据文件，波形图控件用于显示模拟量数据（如转速、排气温度、燃油流量等），数字波形图控件用于显示数字量数据（开关量、故障字等），多列列表框用于实时显示当前的参数名与数值。波形图与数字波形图上下并排放在一起，两者共用同一横坐标。

3.3软件实现

3.3.1软件工作流程软件平台工作流程如图1所示。先通过参数配置VI生成绘图参数文件，再打开主程序，加载配置文件，进行绘图。可对图形进行缩放，拖动游标实时显示游标处的各参数值，后对图形添加注释并截图保存。3.3.2得到参数配置文件进行数据绘图前，先要告诉软件该列数据的参数名，是转速、排气温度还是其他。然而由于不同数据文件中的参数名、参数个数和参数名的位置通常不一样，这里使用以下方法进行参数名的提取，如图2所示。使用“读取文本文件”函数（按行）读取数据文件到字符串显示控件，读取到参数名时将其添加到列表框控件，后使用“写入文本文件”函数把这些参数名保存到Excel格式参数配置文件中，如图3所示。左边一列为全部参数名，第二、三列分别为模拟量参数在全部参数中的序列号与它的参数名，第四、五列为数字量参数在全部参数中的序列号与它的参数名。绘图时增减绘图参数，可直接在Excel参数配置文件中修改，再加载进绘图软件中即可，大大提高工作效率。3.3.3提取数据到数组对于大数据文件（几百MB甚1GB以上），使用“读取文本文件”函数，会存在等待时间过长或者提示“完成该操作所需内存不足”的现象。在读取数据文件时，采用按行读取的方式，见图4，并加入计数循环次数限定，分别有起始行、总行数、大索引值，在碰到这些限制值时及时跳出循环，减少循环次数，避免因为数据文件太大而导致计算机出现不响应的现象。起始行———从数据文件的第几行开始读取数据。总行数———读取到数据文件的第几行结束。大索引———参数配置文件中，所需绘图参数的大索引值，代表每一行中要读取的数据个数。有用数据———在进行数据分离后得到的字符串数组。数据分离使用“匹配模式”函数，其正则表达式设为“[0-9.:-]+”，可以有效分离数据文件中的正负数值、时间，存入字符串数组，以备绘图时调用。3.3.4实时显示坐标值为了实时显示当前点的参数值，在波形图与数字波形图中以写入游标列表的形式创建动态游标，如图5所示通过检测游标移动事件的方式，将各参数曲线在游标处的值实时显示到多列表控件中。3.3.5图形缩放用图形工具选板进行图形缩放时，为了使波形图和数字波形图共用同一横坐标，需要注册“标尺范围改变”事件。在“标尺范围改变”事件中，波形图与数字波形图的横坐标范围相互赋值。然后将横坐标范围的平均值赋给游标索引，使图形缩放后，游标显示在图形的中心。

4运行结果

软件读取某发动机试验数据后绘图如图6，波形图中显示转速（N）、排气温度（EGT）、测量的燃油流量（WF）等，数字波形图中显示起动开关、起动过程中等数字量。移动黄颜色的游标（图6中虚线），右侧列表框会实时显示游标处坐标点的各参数值，文本框实时显示对应的数据记录时间；根据需求，还可以使用波形图与数字波形图的图形工具选板对图形进行缩放；也可以右击图形界面，在菜单中选择“创建注释”，在合适的位置添加注释文字，如图6中分别在排气温度（EGT）和测量的燃油流量（WF）曲线上标注“78.5”、“44.9”。5结语发动机试验数据的分析是一项繁重、费时的工作，使用通用的数据绘图软件，通常效率低下。据统计，在熟练的情况下，使用通用绘图软件如Origin想把某一次的试验数据通过图形表达清楚，往往需要耗时半天以上。基于LabVIEW友秀的编程环境，设计了友好的人机交互界面，通过该数据平台，1小时以内就能完成一次数据分析；增删绘图曲线时，通过修改参数配置文件，5分钟以内就可以完成图形重绘。由于该数据处理平台绘图参数是从原数据文件直接读取的，不局限于单一的发动机型号，它适用于一切txt和csv格式数据文件的分析，可以推广到各发动机型号中使用。