风电场风机通讯基础知识介绍ppt课件
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风力发电基础知识介绍PPT课件
使用水冷却时，冷水被导入一些隐藏 在发电机外壳里的管中。水冷却了发 电机加热了水本身。而散热器（如上 图）又利用周围环境的空气再将水冷 却。由此，水在冷却发电机的同时不 断的循环，温度却不会升高。
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43
叶轮 所有大型风机都有三个叶片 组成叶轮与主轴连接，而每 种风机的叶片长度都有所不 同。比如有一种风机叶片长 度为25-27米，而最大的风机 的叶片达到39米，这相当于 一懂13层的高楼！
.
32
主轴
叶轮被用螺栓固定在风 机主轴上一个强度很高 的圆盘上。
牢固、稳定的固定叶轮是非常重要的。 齿轮箱则被固定在主轴的另一头。
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33
齿轮箱 这是机舱内部的齿轮箱。齿轮 箱内部有齿轮传动装置，内部 齿轮之间相互啮合，叶轮转速 在每分钟27转左右
主轴缓慢旋转将很大的力传送到 齿轮箱里，通过传动装置将转速 成比例提高。
Electric Generator 发电机
Output Power
输出功率
Speed 速度
Controller 控制器
.
16
装配一台风机 一台风机是由许多部分组成的？
塔架 机舱 变压器 叶轮 基础
.
17
叶轮 叶轮被固定在大 的主轴上，大的 叶轮有三个吸收 风能的叶片，风 速足够大时就会 驱动叶轮旋转！
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5
由于两个屋子之间有温度差，风 就一直在吹。壁炉里的火加热了 空气。热空气流动到温度低的房 间的顶部，最终通过窗户释放到 外界。太阳不断地加热着地球， 壁炉就扮演着太阳的角色
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6
1)当太阳光照射到地球表面时，地 球被加热，而陆地和海洋的吸收热 量的速度是不同的，陆地吸收热的 速度比海洋快的多。
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风机基础知识介绍课件
混流式风机
混流式风机是一种结合了离心式和轴 流式风机的通风 fan，通常由叶轮、 机壳、进风口和电机等部分组成。
混流式风机具有效率较高、风量适中、 噪音较低等优点。
混流式风机适用于需要中等风量和中 等距离送风的场所，如商场、办公楼 等。
罗茨风机
罗茨风机是一种容积式鼓风机， 利用两个或三个叶轮的转动来强
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贯流式风机结构与工作原理
叶轮
通常由多片弧形叶片组成，固定在轴上，通过电机驱动旋转。
工作原理
当叶轮旋转时，空气从进风口进入，在叶轮的挤压力和推力共同作用下实现气体输送。
04
风机的维护与保养
日常维护保养
01Biblioteka 0203每日检查
检查风机是否有异常声音、 振动或异味，检查轴承温 度和润滑情况，检查电机 电流和电压是否正常。
效率与比功率是衡量风机性能的重要 指标，效率越高、比功率越小，说明 风机的性能越好。
噪声参数
01
噪声参数是衡量风机运行时产生 的噪声大小的指标，通常用声压 级或声功率级来表示。
02
噪声参数是评价风机性能的重要 指标之一，也是评价风机对环境 影响的重要依据。
03
风机的结构与工作原理
离心式风机结构与工作原理
流量参数
流量参数是衡量风机输送气体量的重要指标，通常用体积流 量和质量流量来表示。体积流量是指单位时间内通过风机的 气体体积，而质量流量则是单位时间内通过风机的气体质量。
流量参数反映了风机的通风 speed，即通风 speed，也就是 风机的通风 speed，即风机的通风 speed。
功率参数
功率参数是衡量风机能耗的重要指标，通常用输入功率和 输出功率来表示。输入功率是指风机运行所需消耗的电能 或其他能源，而输出功率是指风机实际输送气体的功率。
风电场风机通讯基础知识介绍ppt课件
光纤通讯构成
发送单元：把电信号转换成光信号； 传输单元：载送光信号的介质； 接收单元：接收光信号并转换成电信号； 连接器件：连接光纤到光源、光检测以及其它光纤。
光纤通信的基本结构示意图
光发送机 光接收机
光纤
光接收机 光发送机
电信号传输和光信号传输的差别
电信号： 1.传输距离有限； 2.易受到干扰； 3.通讯网络成本相对较低。 光信号： 1.传输距离远； 2.抗干扰性强； 3.组网成本相对较高。
WPM具备的功能
1.显示实时数据：如有功功率、风速、温度等参数的当前值 ；
2.控制风机：如控制风机的开始、停止，转换风机的工作模 式等；
3.显示历史数据：如查看过去的发电量、故障等等。 4.生成报表：根据用户需要，可以把历史数据数据如发电量
、可利用率等生成报表。
WPM后台服务
SCADA-LiveDataCollector（数据采集器） SCADA-LiveDataTransmitor（数据转发器） SCADA-RecordDataCollector（数据下载）
IP采用分层结构，分为两个部分：前缀和后缀。前缀标 明主机连入的物理网络，地址后缀标明连入物理网络的不同 主机。
网线RJ45接头的制作规则
RJ45接口制作有两种排序标准：EIA/TIA 568B标准和 EIA/TIA568A标准。
568B标准的线序为 ：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、 绿、白棕、棕
568A标准的线序为 ：白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、 橙、白棕、棕
几种常用的尾纤适配头
光纤接头的清洗
使用酒精对光纤接头和法兰连接处进行擦洗。当出现 线路通讯时通时断时，就可以采用这种方式进行处理。需 要注意擦洗时要对中断处的每个环节都要进行，如：光纤 跳线接头，法兰接头及上一台风机相对应的光纤跳线接头 、法兰接头。
培训资料风电机组和风电场通讯方式
光电转换器 数据交换机
服务器
风电机组和风电场通讯方式
变电站
风机上的光电转换器
风机
风机上的光电转换器
风机
连接详情
风电机组和风电场通讯方式
风机
风机上的光交换机
实
物
图
华锐交换机 作用：信号放大
中控台监控电脑
华锐服务器
风电机组和风电场通讯方式
二、复合环网 优点：造价低，降低接线延迟率 缺点：维护较为复杂
风电机组和风电场通讯方式
网络拓扑结构
1、星型拓扑结构 2、集中式网络 3、环型网络拓扑结构 4、总线拓扑结构 5、分布式拓扑结构 6、树型拓扑结构 7、网状拓扑结构 8、混合型拓扑结构
风电机组和风电场通讯方式
星型拓扑结构
风电机组和风电场通讯方式
集中式网络
风电机组和风电场通讯方式
环型网络拓扑结构
报表浏览
历史数据 实时数据 用户服务器
风电机组和风电场通讯方式
谢谢！
光电转换器 数据交换机
PLC
光
电
光
转
纤
换
架
器
监控电脑
用户级服务器 核心级服务器
数据服务器
风电机组和风电场通讯方式
风电机组和风电场通讯方式
数据交换模式
工控机 visupro
工控机 visupro
监控电脑 visupro
工作站
核心级工控机 数据计算 故障管理
数据服务器 在线报表 数据交换
核心服务器
在线工作站
一、线型连接（串连） 二、复合环网
风电机组和风电场通讯方式
一、线型连接（串连）
连接形式
此类型为风场华锐风机接线方式
风力发电系统 ppt课件
轴向-内转子结构同步发电机组示意图
29
5.2 同步电机发电原理
发电机： 形式 四极（p=2）双馈异步发电机 额定出力 1560kW 转速(rpm) 1000～1800+11% 额定电压 690V 保护等级 IP54；空-空冷却器
变频器： 形式 IGBT，脉宽调制变频器 额定功率 300kW（1/3-1/4机组功率）
变频器生厂商：ABB；爱默 生；施耐德；西门子
发电机
偏航驱动
机架
塔筒
主控柜
16
2）风轮系统 叶片
3叶片
叶片 面积
叶尖 速比
实度
高速 运行
低启动 速度
变桨系统
0°
变桨控 制
90 °
启动 3,11,25
停机
轮毂及轮毂罩
自动润滑系统
轴承和齿轮
最佳 功率
17
2.1变桨系统
偏航驱动
机架
塔筒
主控柜
18
变桨系统的构成
1.变桨轴承 3套 2.自动润滑系统 1套 3.变桨齿轮葙 3套 4.变桨电气 1套 包括：变桨控制箱 1套
sPem
变流器
P2 n n1
DFIG Pem
s Pem
变流器
1 s Pem
电网
（a）亚同步运行状态
（b）超同步运行状态
（a）亚同步运行状态：n< n 1 ,转差率s>0,频率 f 2 转子电流产生的旋转磁场
转速与转子转速方向相同。 励磁变流器向发电机提供交流励磁，定子发电给
电网。
（b）超同步运行状态: n< n 1 ,转差率s<0,频率 f 2 转子电流产生的旋转磁场
一般可把电力电子换流器和风力发 电机看作一个整体，这样风电机组的接 线大都采用单元接线。
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5.2 同步电机发电原理
发电机： 形式 四极（p=2）双馈异步发电机 额定出力 1560kW 转速(rpm) 1000～1800+11% 额定电压 690V 保护等级 IP54；空-空冷却器
变频器： 形式 IGBT，脉宽调制变频器 额定功率 300kW（1/3-1/4机组功率）
变频器生厂商：ABB；爱默 生；施耐德；西门子
发电机
偏航驱动
机架
塔筒
主控柜
16
2）风轮系统 叶片
3叶片
叶片 面积
叶尖 速比
实度
高速 运行
低启动 速度
变桨系统
0°
变桨控 制
90 °
启动 3,11,25
停机
轮毂及轮毂罩
自动润滑系统
轴承和齿轮
最佳 功率
17
2.1变桨系统
偏航驱动
机架
塔筒
主控柜
18
变桨系统的构成
1.变桨轴承 3套 2.自动润滑系统 1套 3.变桨齿轮葙 3套 4.变桨电气 1套 包括：变桨控制箱 1套
sPem
变流器
P2 n n1
DFIG Pem
s Pem
变流器
1 s Pem
电网
（a）亚同步运行状态
（b）超同步运行状态
（a）亚同步运行状态：n< n 1 ,转差率s>0,频率 f 2 转子电流产生的旋转磁场
转速与转子转速方向相同。 励磁变流器向发电机提供交流励磁，定子发电给
电网。
（b）超同步运行状态: n< n 1 ,转差率s<0,频率 f 2 转子电流产生的旋转磁场
一般可把电力电子换流器和风力发 电机看作一个整体，这样风电机组的接 线大都采用单元接线。
风电场风机通讯基础知识介绍
IP采用分层结构，分为两个部分：前缀和后缀。前缀标 明主机连入的物理网络，地址后缀标明连入物理网络的不同 主机。
网线RJ45接头的制作规则
RJ45接口制作有两种排序标准：EIA/TIA 568B标准和 EIA/TIA568A标准。
568B标准的线序为 ：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、 绿、白棕、棕
568A标准的线序为 ：白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、 橙、白棕、棕
常见的光缆故障（一）
• 光纤断裂通常是由于外力物理挤压或过度弯折； • 传输功率不足； • 光纤铺设距离过长可能造成信号丢失； • 连接器受损可能造成信号丢失； • 光纤接头和连接器（connectors）故障可能造成信号丢失
； • 使用过多的光纤接头和连接器可能造成信号丢失；
常见的光缆故障（二）
工业以太网是指应用到工业控制系统的以太网。
以太网的优点
1.基于TCP/IP的以态网采用国际主流标准，协议开放、 完善，不同厂商设备容易互联具有操作性；
2.可以实现远程访问、远程诊断； 3.可以用不同的传输介质灵活组合，如同轴电缆，双 绞线，光纤等； 4.网络速度快，可达千兆甚至更多； 5.支持冗余连接配置，数据可达性强，数据有多条通 路可达目的地； 6.容量几乎无限制，不会因系统增大而出现不可预料 的故障，具有成熟可靠的系统安全体系； 7.可降低投资成本。
安全防护重点是边界防护，同时兼顾内部的物理、网 络、主机、应用和数据安全，加强机构、人员、系统建设 和系统维护管理，提高系统整体安全防护能力，保证电力 系统及重要数据的安全。
风电场监控系统安全分区要求
控制区包括：风机监控系统、风电场监控系统、无 功电压控制功能、发电功率控制功能、升压站监控功能 、PMU、继电保护装置及管理终端。
网线RJ45接头的制作规则
RJ45接口制作有两种排序标准：EIA/TIA 568B标准和 EIA/TIA568A标准。
568B标准的线序为 ：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、 绿、白棕、棕
568A标准的线序为 ：白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、 橙、白棕、棕
常见的光缆故障（一）
• 光纤断裂通常是由于外力物理挤压或过度弯折； • 传输功率不足； • 光纤铺设距离过长可能造成信号丢失； • 连接器受损可能造成信号丢失； • 光纤接头和连接器（connectors）故障可能造成信号丢失
； • 使用过多的光纤接头和连接器可能造成信号丢失；
常见的光缆故障（二）
工业以太网是指应用到工业控制系统的以太网。
以太网的优点
1.基于TCP/IP的以态网采用国际主流标准，协议开放、 完善，不同厂商设备容易互联具有操作性；
2.可以实现远程访问、远程诊断； 3.可以用不同的传输介质灵活组合，如同轴电缆，双 绞线，光纤等； 4.网络速度快，可达千兆甚至更多； 5.支持冗余连接配置，数据可达性强，数据有多条通 路可达目的地； 6.容量几乎无限制，不会因系统增大而出现不可预料 的故障，具有成熟可靠的系统安全体系； 7.可降低投资成本。
安全防护重点是边界防护，同时兼顾内部的物理、网 络、主机、应用和数据安全，加强机构、人员、系统建设 和系统维护管理，提高系统整体安全防护能力，保证电力 系统及重要数据的安全。
风电场监控系统安全分区要求
控制区包括：风机监控系统、风电场监控系统、无 功电压控制功能、发电功率控制功能、升压站监控功能 、PMU、继电保护装置及管理终端。
风电课件基础知识.ppt
风电场电气系统
ko
风电场和电气部分的基本概念
§1.2 风电场的概念
风电场是在一定的地域范围内由同一单位经营管理的所有风力 发电机组及配套的输变电设备、建筑设施、运行维护人员等共 同组成的集合体。 选择风力资源良好的场地，根据地形条件和主风向，将多台风 力发电机组按照一定的规则排成阵列，组成风力发电机群，并 对电能进行收集和管理，统一送入电网，是建设风电场的基本 思想。
能
用于实现该能量转换过程的成套设备称为风力发电机组。
风机+发电机+调速器
风电场电气系统
ko
风电场和电气部分的基本概念
单台风力发电机组的发电能力是有限的，目前在内陆地区应用 的主流“大型”机组的额定功率为1.5MW和2MW，海上风电机 组的平均单机容量在3 MW左右，最大已达6 MW。
风力发电机组输出的电能经由特定电力线路送给用户或接入电 网。 风力发电机组与电力用户或电网的联系是通过风电场中的电气 部分得以实现的。
一次部分最为重要的是 发电机、变压器、电动机 等实现电能生产和变换的
10kV
10kV
开闭所 10kV
至其它 路灯用 配电站
电动机
加热器
电焊机
电灯
开闭所
风机 泵 空压机 电动葫芦
10kV 10kV 10kV
10kV
常见负荷类型
学校
某商场
380/220V 箱式变电所
10kV 开闭所
10kV 变电站
10kV
电能无法由自然界直接获取，是一种二次能源，那些存在于自然 界可以直接利用的能源被称为一次能源。
电能由电网输送到用户所在地，经降压后分配给最终的用户。
在电能生产到消费之间需要由电能可以传导的路径，由于一定区 域内发电厂和用户的分布非常复杂，因此这一路径自然形成了网 状结构，即所谓的电网，电能由发电厂生产出来以后在电网中根 据其结构按照物理规律自然分配。
ko
风电场和电气部分的基本概念
§1.2 风电场的概念
风电场是在一定的地域范围内由同一单位经营管理的所有风力 发电机组及配套的输变电设备、建筑设施、运行维护人员等共 同组成的集合体。 选择风力资源良好的场地，根据地形条件和主风向，将多台风 力发电机组按照一定的规则排成阵列，组成风力发电机群，并 对电能进行收集和管理，统一送入电网，是建设风电场的基本 思想。
能
用于实现该能量转换过程的成套设备称为风力发电机组。
风机+发电机+调速器
风电场电气系统
ko
风电场和电气部分的基本概念
单台风力发电机组的发电能力是有限的，目前在内陆地区应用 的主流“大型”机组的额定功率为1.5MW和2MW，海上风电机 组的平均单机容量在3 MW左右，最大已达6 MW。
风力发电机组输出的电能经由特定电力线路送给用户或接入电 网。 风力发电机组与电力用户或电网的联系是通过风电场中的电气 部分得以实现的。
一次部分最为重要的是 发电机、变压器、电动机 等实现电能生产和变换的
10kV
10kV
开闭所 10kV
至其它 路灯用 配电站
电动机
加热器
电焊机
电灯
开闭所
风机 泵 空压机 电动葫芦
10kV 10kV 10kV
10kV
常见负荷类型
学校
某商场
380/220V 箱式变电所
10kV 开闭所
10kV 变电站
10kV
电能无法由自然界直接获取，是一种二次能源，那些存在于自然 界可以直接利用的能源被称为一次能源。
电能由电网输送到用户所在地，经降压后分配给最终的用户。
在电能生产到消费之间需要由电能可以传导的路径，由于一定区 域内发电厂和用户的分布非常复杂，因此这一路径自然形成了网 状结构，即所谓的电网，电能由发电厂生产出来以后在电网中根 据其结构按照物理规律自然分配。
相关主题
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OPC界面
工作站
工作站又称为客户机，是指当一台计算机连接到局域 网上时，这台计算机就成为局域网的一个工作站（客户机 ），也就是普通的入网计算机。它是用户和网络的接口设 备，用户通工作站可以与网络进行信息交互，共享网络资 源。工作站是通过网卡、通信介质以及通信设备连接到网 络服务器的。
光电转换器
计算机数据通信网络拓扑结构
计算机网络的拓扑结构是指计算机网络的硬件系统的 连接形式即网络的硬件 布局，通常用不同的拓扑来描述 对物理设备进行布线的不同方案。
最常用的网络拓扑有 ： 总线型 环型 星形 网状 混合
计算机数据通信网络拓扑结构
工作站
工作站
服务器
打印机
工作站
总线型
工作站
工作站
工作站
环形
工作站
随着局域网络的功能不断增强，根据服务器在网络中 的所承担的任务和所提供的功能不同，服务器又分为：文 件服务器、打印服务器、通信服务器。
WPM
WPM的英文全称是Wind Park Management，是华锐SCADA系统的可 视化客户端软件，能适用于多种控制器类型风机，如ABB、Bachmann 等。
风电场监控后台及通信知识培训
编者：CM
概述
随着风力发电机组大型化的发展趋势，风电场风电机 组通讯的即时性、可靠性、稳定性显得更为重要，为此， 风电场风力发电机组通信采用了工业以太网的组网模式。
以太网
以太网是一种计算机局域网组网技术。IEEE制定的 IEEE 802.3标准给出了以太网的技术标准。它规定了包括物 理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。以太网是 当前应用最普遍的局域网技术。它很大程度上取代了其他 局域网标准，如令牌环、FDDI和ARCNET。
WPM具备的功能
1.显示实时数据：如有功功率、风速、温度等参数的当前值 ；
2.控制风机：如控制风机的开始、停止，转换风机的工作模 式等；
3.显示历史数据：如查看过去的发电量、故障等等。 4.生成报表：根据用户需要，可以把历史数据数据如发电量
、可利用率等生成报表。
WPM后台服务
SCADA-LiveDataCollector（数据采集器） SCADA-LiveDataTransmitor（数据转发器） SCADA-RecordDataCollector（数据下载）
工业以太网是指应用到工业控制系统的P/IP的以态网采用国际主流标准，协议开放、 完善，不同厂商设备容易互联具有操作性；
2.可以实现远程访问、远程诊断； 3.可以用不同的传输介质灵活组合，如同轴电缆，双 绞线，光纤等； 4.网络速度快，可达千兆甚至更多； 5.支持冗余连接配置，数据可达性强，数据有多条通 路可达目的地； 6.容量几乎无限制，不会因系统增大而出现不可预料 的故障，具有成熟可靠的系统安全体系； 7.可降低投资成本。
工作站
服务器 打印机
集线器
星型
网状
风机环网通信结构示意图
SCADA
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统 ，即数据采集与监控系统。它是以计算机为基础的生产过 程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行 监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调 节以及各类信号报警等各项功能。
中心交换机连接各环网
交换机通过 中央交换机连接 多环网结构使服 务器端增强了可 扩展性，将其他 外围集线服务器 或终端接入风机 通讯网，利于后 期新增风机功能 。其网络结构如 图：
光缆
风 机
交换机
光缆
风 机
风 机
交换机
风 机
交换机
光缆 光缆
交换机
风 机
交换机
光缆
风 机
风 机
交换机
风 机
交换机
光缆
光缆
交换机
风 机
交换机
光缆
风 机
风 机
交换机
风 机
交换机
光缆
交换机
光纤
风 机
交换机
光缆
交换机
光纤 光纤
风 机
交换机
光缆
交换机
光纤 光纤
风 机
交换机
光缆
光纤
交换机
网线
网线
集线器
网线
服务器
网线
单台风机内部通讯结构示意图
控制面 板
主控制CPU
备用网线
交换 机
尾纤
尾纤
光缆接续盒
光缆 光缆
监控系统通讯结构示意图
SCADA系统所具有的功能
• 瞬时值实时监测 • 统计值监测 • 远程控制 • 数据存储 • 报警功能 • 权限设置（保护） • 图形绘制 • 报表功能 • 打印功能 • 数据备份功能 • 远程接口
服务器
服务器是整个网络系统的核心，它为网络用户提供服 务，并管理整个网络，在其上运行的操作系统称为网络操 作系统。
风电场华锐1.5兆瓦风机监控系统
风电场华锐1.5兆瓦风机监控系统主要功能是获取统计 风机运行数据，即时获取风机运行状态，并进行简单控制 。由于风机控制主要是通过就地PLC完成，中央监控系统 对就地信息获取的即时性要求并不高，但需要获取准确的 风机运行状态与数据。另考虑风机中控与各风机间实际地 理位置情况、风机通讯成本，及现场对通讯端口需求情况 ，设计采用中心交换机（集线器）连接各环网的自愈环网 结构。
光电转换器是用于进行电信号与光信号转换的设备。 由于风机与中控室之间，风机与风机间的环境条件复杂， 采用抗干扰能力强的光通讯方式是风机通讯的必然选择。 因此，使用光电转换器实现风机与中控室、风机与风机间 的光通讯。
其中，数据转发器启动后会在桌面右下角有运行图标 ，双击图标可以弹出采集器的界面，而数据转发器没有任 何提示，只是在任务管理其中有一个常驻进程
WPM后台服务
数据采集器
WPC（AGC）
自动发电量控制系统AGC（Automatic Generation Control）是能量管理系统EMS中的一项重要功能，它控制 着调频机组的出力，以满足不断变化的用户电力需求，并 使系统处于经济的运行状态。
AGC后台服务
升压站数据采集
实时数据采集
OPC Server
OPC Server/Client 是一套利用微软的 COM/DCOM 技术 达成工业自动化资料取得的架构。OPC Server 提供了许多 的接口，Client 端通过这些接口，可以取得与 OPC Server 相连的硬件装置的信息，而无须了解这些硬件装置的细节 信息。也就是说，程序设计者可以使用相同的程序代码， 操作不同的硬件装置，充分达成 software reuse 的理想。 同时，由于 COM/DCOM 已实作了网络部分的细节，也使 得 Client 对 OPC Server 进行远程访问非常容易，使程序设 计者很容易地达成远程控制的目标。