摘 要：垃圾填埋場滲漏檢測系統是以PC機和單片機作為控制核心 ，采用基于CAN總線的分布式監控管理形式。CAN智能測控節點實時采集檢測信號，經CAN -R232轉換上傳監控站。基于VB的監控界面對實時數據進行分析、繪圖、保存、打印等處理. 關鍵字：垃圾填埋場 漏洞 分布式 數據采集 CAN智能測控節點 1.引言 　　常規的垃圾處理往往把大量有毒物質與生活垃圾混合填埋這樣不僅嚴重影響城市環境衛生質量，而且破壞了人們生存的環境。目前推廣中的固體垃圾土地填埋法可以有效地隔離污染物，并對填埋后的固體廢棄物進行有效的管理。為了防止地下水被污染，填埋場防滲襯層系統是填埋場建設必不可少的設施。但其致命缺點就是防滲施工比較難于達到要求。如果將工業的檢測控制思路應用于防滲襯層系統檢測中，其襯層漏洞檢測的難題則迎刃而解。 　　中國礦業大學與中國環境科學研究院在充分消化國內外垃圾填埋場滲漏檢測技術的基礎上采用主從式監控管理形式，利用CAN總線網絡化數據傳輸的優點成功的開發出一套低成本，高可靠性，針對固體垃圾填埋場滲漏檢測控制系統，該系統目前已得到應用，并取得滿意的效果。 2.垃圾填埋場滲漏檢測系統的總體結構 　　CAN現場總線數據采集與控制系統的總體結構可滿足現代控制系統既要集中管理又要分散實時控制的要求，具有傳輸距離遠和輸出線路簡單的優點。垃圾填埋場滲漏檢測系統在此基礎上采用全微機型直流采樣、數字計算判斷并顯示方法來提高漏洞檢測精度。該系統由監控站、多個 CAN智能測控節點、檢測電極、供電電極、參比電極等執行機構組成，其中監控站由PC機和主控制箱組成, CAN智能測控節點即數據采集箱。 [align=center] 圖1滲漏檢測系統結構圖[/align] 3.系統原理及功能 　　首先，現場各CAN測控節點依次實時采集各區內 128路檢測模擬信號及一路供電模擬信號。模擬信號經A/D轉換后通過CAN控制器轉化為符合CAN通信協議的數據，經CAN通信接口上傳主控制箱;其次，主控制機箱通過CAN總線與各數據采集箱交換數據,將獲得的數據經分析處理后經R232總線傳遞給PC機;最后，在PC機良好的人機界面上對實時數據進行分析、圖形顯示、歷史數據的存儲及查詢等操作 　　3.1 現場CAN智能測控節點（即數據采集箱） 　　現場CAN智能測控節點以單片機89C52及CAN獨立控制器SJA1000為核心。檢測模擬信號用模擬開關ADG406對128路模擬信道進行逐一選通，經AD976進行A/D轉換成數字數據。控制器SJA1000對通信數據進行成幀處理，PAC82C250收發器將SJA1000發送的TX信號轉換位差分信號送到CAN總線上，同時將總線上的差分信號轉換為RX信號由SJA1000接收。 　　3.2 主控制機箱 　　實現CAN-RS232的接口轉換功能。一方面通過CAN總線和現場CAN智能測控節點（即數據采集箱）相連，向數據采集箱發出數據采集命令并接收采集結果;另一方面通過RS232和監控站的PC機相連，在單片機對數據進行相應的處理后經RS232總線上傳給PC機。 　　3.3 監控站 　　良好的人機界面可以對整個系統進行配置，對各測控節點（即數據采集箱）系統的控制參數進行設定，讀取主控制箱上傳的數據。對實時采集的數據進行分析，并提供圖像顯示、歷史數據的存儲和查詢、顯示打印及遠程監控等系統管理功能。 4. 系統的軟件結構 　　系統軟件包括現場CAN智能節點軟件、主控制機箱控制軟件及監控站軟件，現場CAN智能測控節點軟件采用結構化程序C51語言編寫，具有實時數據采集、數據實時處理、實時控制及實現CAN總線通信等功能;主控制機箱控制軟件同樣采C51編寫，主要實現接收CAN節點實時數據、數據分析和轉換等功能;監控站軟件則采用面向對象的程序語言Microsoft Visual B 6.0進行編寫，對實時數據進行分析、圖形顯示、歷史數據的存儲及查詢等操作。 　　4. 1 現場CAN測控節點程序流程圖（圖2）與主控制機箱程序流程圖（圖3）如下所示： [align=center] 圖2 從控制機箱控制程序流程圖 圖3 主控制機箱控制程序流程圖[/align] 　　4.2上位機的軟件主要組態功能模塊 　　（1） 圖片功能 　　實時數據的圖形顯示部分是系統用于精確定位填埋場襯層上漏洞的位置，應保證其準確性和高效性。本系統軟件使用ActiveX部件來嵌入和鏈接其他應用程序，將Excel作為外部ActiveX部件使用，使得VB應用程序具有Excel的分析和計算功能。通過DDE熱鏈接實時提取數據源，取得相關數據。通過分析和計算數據描繪出填埋場襯層的電勢分布圖，以次來精確定位漏洞的所在位置。根據這些結果調整控件相關屬性，即可以實現監控畫面顯示數據更新和畫面變化。圖4，圖5描繪出系統正常運行情況下，填埋場襯層上有一個漏洞的電勢分布圖和等勢線分布圖。 [align=center] 圖 4 單漏洞檢測的電勢分布圖[/align] [align=center] 圖 5 單漏洞檢測的等勢線分布圖[/align] 　　（2） 圖表功能 　　Excel電子表格軟件具有通過DDE熱鏈接實時提取數據源的能力，并具有應用程序可編程特性,因而可開發出符合現場操作人員使用習慣智能化的報表。將VBA應用于Excel,通過VBA編程,控制Excel的界面對象（如工作表、單元格、菜單欄）,生成符合用戶要求的Excel表格。在本課題中,用VBA加載宏將Excel自帶的菜單欄和工具欄隱藏,自定義用戶工具欄,使其成為僅含打印、打印預覽和退出3項（這是在保證基本操作的前提下,禁止操作人員對報表的修改,預防其誤操作）的Excel模板。將查詢的歷史數據寫入到指定的Excel模板的單元格中,形成新的報表并自動保存在應用程序的當前路徑下生成Excel工作表。 5. 系統的抗干擾性 　　主從式控制系統的抗干擾性能也是非常重要的一個方面,為確保系統可靠、安全運行,必須采取強有力的抗干擾措施 本系統無論從軟件上,還是硬件上都采取了相應的抗干擾措施,很好地抑制了外界干擾對系統運行的影響,并取得了良好的效果 　　5.1　軟件的抗干擾措施 　　（1）采用多次采樣,然后取平均值的方法 　　（2）在通訊程序中,為確保數據傳輸的可靠性,在每組數據的末尾都添加校驗和 如果效驗和錯誤,則重發這組數據,并且規定了重發次數,超過重發次數,則說明通訊線路有問題,即給出出錯信息,以便操作者檢查線路 　　5.2　硬件的抗干擾措施 　　（1）數據采集箱中的A/D、通訊等模塊都采用光電隔離 。 　　（2）信號線、通訊電纜均采用屏蔽線 。 　　（3）采樣信號均采用4～20mA的標準電流信號, 數據采集箱信號處理部分均采用隔離放大器,有效地消除外界電磁干擾對信號的影響 　　（4） 數據采集箱自帶看門狗電路,程序一旦遇到干擾進入死循環,看門狗電路就會起作用,使程序跳到開頭部分,避免死機 6. 結束語 　　實踐和應用結果表明，垃圾填埋場滲漏檢測系統具有抗干擾能力強，網絡化程度高，通訊距離遠和人機界面友好等特點。該系統采用CAN 總線技術構成主從式數據采集與控制系統，大大提高了系統的實時性和可行性及遠程監控功能，為現代控制理論在環境保護領域的廣泛應用開拓出更為廣闊的前景。 參考文獻： 　　1.鄔寬明 CAN總線原理和應用系統設計,北京航空航天大學出版社 1995年 　　2.馬忠梅等 單片機的C語言應用程序設計,北京航空航天大學出版社 1999年 　　3.王幸之等 單片及應用系統抗干擾技術,北京航空航天大學出版社 2001年 　　4.岳健華 礦井直流電法勘探.徐州：中國礦業大學出版社 2000年 　　5.劉長禮等 垃圾衛生填埋處置的理論方法和工程技術.北京：地質出版社 1999年