关键词：动态链接库、插件、PRODAVE、VC++
1概述
在过程控制系统中，上位监控程序已经成了系统不可缺少的组成部分。通过上位监控程序对系统进行控制可以使操作的难度和复杂度都大大降低。随着计算机功能的日益增强，监控程序能完成的功能也越来越多，在有些情况下可以让上位机协助下位机完成控制功能。
目前，上位机程序设计主要有两种方式，其一是采用专门的组态软件，如WinCC、组态王等;另外就是通过编程语言自行开发。第一种方法操作简单、效率高、对开发人员的要求相对较低，但成本较高;第二种方法相对要复杂，要求开发者具有较高的编程水平，开发周期长，但与第一种方法比具有灵活、成本低的优点。对于规模较小的项目出于降低成本的考虑可以采用第二种方法进行开发。采用第二种方法就需要解决一些额外的技术难点，比如系统已经投入运行后可能会由于生产规模的扩大等原因需要增加额外的设备或模块，这种情况下就要求监控程序也要做出相应的改动。这时采用第二种方法开发的程序一般就会遇到修改工作量大、需要停机升级程序的问题。特别对于后一问题，在上位机协助下位机完成控制功能时是应该尽量避免出现的。本文就是针对这一问题提出的基于插件技术的解决方案。
2插件背景知 识
2.1插件原理
插件是一种遵循一定规范的应用程序接口的程序，可以理解为一个插件就是一种新功能。实现插件功能对插件容器和插件本身都要进行考虑。这里首先要解决的问题就是插件容器不知道将来要安装的插件要实现什么功能，而插件本身可能需要知道一些插件容器的信息来更好的实现与容器之间的结合。基于这种考虑，就需要在它们之间定义具体的接口（一般采用接口函数），接口的实际功能完全依赖于插件本身，如图1所示。
图1 插件结构图
采用插件的主要目的就是在不改动监控程序（插件容器）的前提下扩展监控程序的功能，因此，应该在程序设计之初就要考虑接口函数的参数和返回类型。另外，由于插件一般是在程序运行过程中安装的，那么在下一次程序启动的时候希望程序能自动的添加已经安装过的插件，因此要使监控程序对已经安装的插件进行统一管理。
2.2动态链接库（DLL）
DLL是建立在客户/服务器通信的概念上，包含若干函数、类或资源的库文件。函数和数据被存储在一个DLL（服务器）上并由一个或多个客户导出而使用，这些客户可以是应用程序或者是其它的DLL。
微软的Visual C++支持三种DLL，它们分别是Non-MFC DLL（非MFC动态库）、Regular DLL（常规DLL）、Extension DLL（扩展DLL）。Non-MFC DLL指的是不用MFC（微软基础类）的类库结构，直接用C语言写的DLL，其导出的函数是标准的C接口，能被非MFC或MFC编写的应用程序所调用。Regular DLL和下述的Extension DLL一样，是用MFC类库编写的，它的一个明显的特点是在源文件里有一个继承CWinApp的类（注意：此类DLL虽然从CWinApp派生，但没有消息循环，被导出的函数是C函数、C++类或者C++成员函数），调用常规DLL的应用程序不必是MFC应用程序，只要是能调用类C函数的应用程序就可以，它们可以是在Visual C++、Dephi、Visual Basic、Borland C等编译环境下利用DLL开发的应用程序。
常规DLL又可细分成静态链接到MFC和动态链接到MFC上的。与常规DLL相比，使用扩展DLL用于导出增强MFC基础类的函数或子类，用这种类型的动态链接库，可以用来输出一个从MFC所继承下来的类。
扩展DLL是使用MFC的动态链接版本所创建的，并且它只被用MFC类库所编写的应用程序所调用。扩展DLL 和常规DLL不一样，它没有一个从CWinApp继承而来的类的对象，所以，开发人员必须在DLL中的DllMain函数添加初始化代码和结束代码。
2.3插件DLL特性
插件DLL的最大特点就是它具有固定的结构。作为容器的监控程序一旦发布，插件的结构也就不能再改变了。因此良好的插件结构设计对将来的功能扩展来说至关重要。
为了提高开发效率，选用支持MFC的DLL是一个不错的选择。需要注意的是如果要从DLL导出继承自MFC的类的对象最好使用扩展DLL，否则可能导致DLL中的对象和导出的对象存在差异。
3示例编程
以下示例简单的实现了对监控画面的扩展。监控主程序只对一个PLC进行监控，通过后续的插件可以在不影响主程序的前提下实现对更多PLC的监控（这里只扩展了一台）。
3.1 插件部分
在VC 6.0的AppWizard中选择”MFC AppWizard（dll）”，并在下一步选择” MFC Extension DLL”（因为在此例中要导出继承自MFC的类的对象）。在资源中插入一对话框模板，设置属性为”Child”、”Thin”、”Title bar”，并为它创建一个以CPropertyPage为基类的新类CPage。接下来要做的就是进行数据采集和监控界面的设计。PRODAVE是用于PC与S7系列PLC之间的数据链接通信的工具箱。通过PC的MPI通信处理器，例如CP5511、CP5611，或PC/MPI适配器（PC-Adaptor），可以方便地在PLC与PC间建立数据链接[3]。值得注意的是，由于使用了MFC扩展DLL，所以必须动态加载PRODAVE的DLL文件。方法如下：
① 定义函数指针
typedef int （WINAPI ＊Ploadtool）（char,char ＊,adr_table_type ＊）;
② 加载DLL并获得函数指针
hProdave=LoadLibrary（"W95_s7.dll"）;
Ploadtool loadtool=（Ploadtool）GetProcAddress（hProdave,"load_tool"）;
Punloadtool unloadtool=（Punloadtool）GetProcAddress（hProdave,"unload_tool"）;
③ 调用函数
loadtool（1, "S7ONLINE", &adr_table）;
完成插件的具体功能后还需要实现导出函数：
void showprop（void＊＊dlg）
｛ ＊dlg=new CPdlg;
｝
3.2 监控程序
因为插件DLL导出的是一个属性页，所以可以在监控程序中添加此属性页。结合前文所述，监控程序所要实现的功能主要有主体监控功能、加载插件DLL、启动时自动加载插件。
① 主体监控功能
这里实现了监控程序的大部分功能，如主监控画面的设计等，但此处不是本文所要论述的重点。
② 加载插件DLL
此功能在函数BOOL CTestdllDlg::CreateObjectFromPath CreatePlugPage（CString name）中实现：
BOOL CTestdllDlg::CreatePlugPage（CString name）
｛BOOL brt=FALSE;
PAGE temp;
if（name）｛
temp.hdll=LoadLibrary（name）;
if（temp.hdll）
｛ fun func=（fun）GetProcAddress（temp.hdll,"showprop"）;
if（func）
｛ func（（void＊＊）&temp.page）;
s.AddPage（temp.page）;
brt= -1!=pagelist.Add（temp）;
｝
｝
｝
if（!brt）
FreeLibrary（temp.hdll）;
return brt;
｝
创建目录并保存DLL文件：
CreateDirectory（m_strPlugFile, NULL）; // m_strPlugFile为指定目录名
if （!CopyFile（filename, m_strPlugFile, TRUE）） // filename为插件DLL文件名
｛ return;
｝
③ 启动时自动加载插件
此功能在函数BOOL CTestdllDlg::CreateObjectFromPath（LPCTSTR szPath）中实现：
BOOL CTestdllDlg::CreateObjectFromPath（LPCTSTR szPath）
｛ CString strPath = szPath;
CString strFindFile = szPath;
strFindFile += "\\＊.dll";
WIN32_FIND_DATA wfd;
HANDLE hf = FindFirstFile（strFindFile, &wfd）;
if （INVALID_HANDLE_VALUE != hf）｛
CreatePlugPage（strPath + "\\" + wfd.cFileName）;
while （FindNextFile（hf, &wfd））｛
CreatePlugPage（strPath + "\\" + wfd.cFileName）;
｝
FindClose（hf）;
｝
return TRUE;
｝
4总结
很多文献资料都曾介绍过监控软件的开发[4]，但却很少涉及成熟的开发软件所具有的在线修改功能，这就限制了监控软件的应用范围。本文中提出的方法正是对这一不足进行的必要补充。示例程序成功实现了在主监控程序的基础上通过插件的方法实现对更多PLC的监控，说明了监控程序是如何应对生产设备增加这一情况的。采用这种方法不仅能成功解决自主开发的监控程序需要停机进行功能扩展的问题，而且不需要对主监控程序进行任何改动，从而大大降低了工作量。
参考文献:
[1] 王艳. 用VC制作动态连接库. 北京:微计算机信息. 2003.5: 70～71.
[2] 廖常初. S7-300/400 PLC应用技术. 北京: 机械工业出版社.2005.
[3] 姜建芳、苏少钰等.西门子S7-300系列PLC与PC机通信实现的研究.制造业自动化.2003.1:52～54.
[4] 王亚民、陈青等.组态软件设计与开发.西安：西安电子科技大学出版社.2003.
[5] MSDN Library online. Microsoft corporation.
