專利名稱：一種2的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用2n量比組合成的元器件組合的設計方法。用于裝置要求能發出多達十幾個或更多的等間距、多檔級控制量的輸出執行指令、而所用的元器件組合的元器件數量是最少的場合。最適用于電力無功補償裝置、配料加料機構等的優化設計。
在產品設計或生產過程的裝備設計場合，往往需要通過一組元器件組合來發出多達十幾或更多的等間距、多檔級控制量的輸出執行指令，而又希望所用的元器件組合的元器件數量又是最少的。這樣才能使產品或生產裝置設計得最合理結構簡單、成本低廉，以獲取最大的經濟效益。
到現在為止，通過初步查新還末發現與本發明類似的組合設計方法及其使用。
本發明的目的是提供一種新的執行元器件組合設計方法，使用該方法可以使產品在功能不變的情況下，元器件數量最少，使產品結構得到優化，產品外形最小，成本降低。
為了解決上述任務，本發明采用的解決方案是將執行元器件組合的執行元器件的執行量按2n(n＝0，1，2，3，4......)量比設置，我們任何元器件的執行量都不取或取這些元器件執行量的某個或數個執行量的和，就可以獲得0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，1 0，11......量比的等間距、多檔級的執行指令輸出，而所用的元器件的數量卻是最少的。
譬如，用執行量量比為20＝1，21＝2，22＝4，23＝8的四個元器件，通過對元器件組各元器件執行量的取用——任何元器件的執行量都不取或只取其中某個元器件執行量或取數個元器件執行量之和，就可獲得0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15共16個量比的檔級。只用四個元器件組成的2n量比元器件組合就可獲得等間距、16個檔級的輸出，這是常規方法無法做到的(參看
圖1)。
執行元器件組合中的執行元器件執行量按2n(n＝0，1，2，3，4......)量比設置，即第一個元器件執行量第2個元器件執行量第3個元器件執行量第4個元器件執行量......，它們執行量的比為20＝1∶21＝2∶22＝4∶23＝8......。但這些元器件的實際執行量應為第一個元器件執行量＝20×間距＝1×間距；第二個元器件執行量＝21×間距＝2×間距；
第三個元器件執行量＝22×間距＝4×間距；第四個元器件執行量＝23×間距＝8×間距；…………………………………………………；…………………………………………………；為便于了解如何通過對執行元器件組的元器件執行量的取用，可獲得等間距、多檔級輸出。下面舉一間距為1，用四個元器件的真值表，可使我們很容易地看出0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15這16個等間距為1的檔級是如何取得的。
表一 真值表
下面以兩個應用實例加以說明是如何具體設計操作的。
實例一電力無功補償裝置隨著彩電、音響、洗衣機、電冰箱、空調機等家電進入百姓家庭，加之工農業的快速發展，電網多呈感性重負載狀，造成電網功率因數急驟下降，甚致在不堪重負的情況下，使電網電壓也隨之下降，嚴重影響著供電質量。供電部門常采用電網并接電容來解決，電力無功補償裝置就是一種能按功率因數大小和電壓高低自動投切電容的裝置，見圖2。
電力無功補償裝置通過自動開關K與電網相連，內裝有避雷器D1-D3、控制器Controller、多組熔斷器、接觸器和電力電容器，控制器每隔一定時間對電網功率因數、電壓等進行一次檢測，按編制的程序進行投切電容器，使電網功率因數和電壓值達到預定要求，并將檢測到的適時值通過多種方式顯示出來。由于一天中負載性質變化極大，投切的電容值往往非常大，高達60千乏、90千乏或更大。如果要使電網調整的功率因數始終較高，就希望將60千乏或90千乏分成等間距、多檔級的小容量電容，使電網感性負載在一個很大變化范圍隨時都能被調整到功率因數較高的情況，從理論上講間距越小，檔級越多，調整得越好。但這樣必須安裝很多接觸器、熔斷器和容量較小的電力電容器，勢必造成裝置體積非常龐大，甚至使供電部門難于接受。因此，目前市場提供的電力無功補償裝置大多只有4個相同電容值的電力電容器在電網上進行投切(60千乏裝置由4個15千乏投切；90千乏則由4個22.5千乏投切)。由于投切的電力電容器電容量間距為15千乏或22.5千乏，功率因數調整后的平均值不太高，節電效果也不太理想。但是如果采用2n量比器件組合設計，同樣只用4個接觸器，我們可獲得間距為4千乏、16個檔級的調整檔，使電網功率因數隨時處于很高的狀態。因此，節電效果極佳。
以60千乏無功補償裝置為例，由于4個接觸器可獲得16個等間距的檔級，其間距＝60÷15＝4千乏。J1接觸器投切20×間距＝1×4＝4千乏；J2接觸器投切21×間距＝2×4＝8千乏；J3接觸器投切22×間距＝4×4＝16千乏；J4接觸器投切23×間距＝8×4＝32千乏。這樣，我們只要通過對4個接觸器的接換4個中一個都不接或接其中某個或同時接數個，就可獲得補償電容值為0；4；8；12；16；20；24；28；32；36；40；44；48；52；56；60千乏共16個檔級。使功率因數和電壓隨時都可調整到非常滿意的狀態。(若用常規方法就需要用15個繼電器去投切15個4千乏電力電容器，每個接觸器還需配3個熔斷器，其體積之龐大，可以想象)。
完成J1J2J3J4接觸器對電容的“加”或“減”投切，采用PC編程或可采用國產TTL數字集成電路T215“2-16進制同步可預置可逆計數器”作為投切訊號輸出。T215的管腳外引線排列及功用，參照圖3。由于可置數、進位和借位功能不用，只是Vcc接正電源+5V±5％，⊥接負電源，Cr用于清零，QA直接控制J1；QB直接控制J2；QC直接控制J3；QD直接控制J4。當Cr＝“0”，LD＝“1”，CP+保持高電平，計數脈沖從CP-加入，在計數脈沖上升沿作用下，即可進行電容“減切”。當Cr＝“0”，LD＝“1”，CP-保持高電平，計數脈沖從CP+加入，在計數脈沖上升沿作用下，即可進行電容的“加并”。
T215加、減計數真值表見表二、表三。
表二 T215加法計具值表
>表三 T215減法計具值表
我們也可采用國產CMOS數字集成電路C184“二進制可預置可逆計數器”對J1、J2、J3、J4進行電容“加”、“減”投切；當然也可采用PC編程或邏輯編程IC編程寫入。
實例2小顆粒物科的加料機構(參照圖4)在可變配化的自動流水生產線上往往需要一種配比變化大的加料機構。由于大量生產的節拍時間都很短，不可能采用自動稱量機構，配比變化大，若按常規設計，必須設置十多個汽缸活塞，按所需配比推取若干個單位容量量器，以獲所需量，這樣勢必使加料機構體積龐大不堪。若采用2n量比器件組合設計方法設計，只需設計如圖4這樣這樣4個汽缸活塞推動4個量器容積為Q1，Q2，Q3，Q4的加料機構，而Q1，Q2，Q3，Q4量可按Q1＝20×單位容量，Q2＝21×單位容量，Q3＝22×單位容量，Q4＝23×單位容量設定，這樣就可通過機械譯碼器或電子譯碼器，只用4個汽缸活塞推動4種容量容器而獲得15種單位容量為等間距、配比范圍很大的15種配比，其基本原理和電力無功補償裝置相同，不作贅述。
以上兩個實例中，電力無功補償裝置的電容投切為最佳實施例。由于電力無功補償裝置在供電部門和用電大戶，包括工、農、民用都必須使用、裝置的需求量大。由此產生的經濟效益十分可觀，間接效益和社會效益也十分顯著。
權利要求
1.一種用最少執行元器件組合便可獲得十幾個或更多的等間距、多檔級控制量的輸出執行指令的設計方法。其特征在于執行元器件組合的執行元器件的執行量按2n(n＝0，1，2，3，4……)量比設置，第一個元器件執行量為20倍的間距；第二個元器件執行量為21倍的間距；第三個元器件執行量為22倍的間距；第四個元器件執行量為23倍的間距......，間距可按需設定，通過對元器件組合各元器件執行量的取用——任何元器件的執行量都不取或取其中某個元器件的執行量或取數個元器件的執行量之和，就可獲得0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11量比的等間距、多檔級的執行指令輸出。而所用的元器件數量卻是最少的。
2.根據權利要求1所述的2n量比元器件組合設計方法，其特征在于對電力無功補償裝置的執行元器件是指向電網投切電力電容器的接觸器，其接觸器執行量比按2n設置，通過對接觸器的通斷控制全部接觸器都不接通或只接其中某個或同時接數個，就可獲得補償電容值為所需的間距值的等間距、多檔級。
3.根據權利要求1所述的2n量比元器件組合設計方法，其特征在于加料機構執行量比按2n設置，控制輸出時，執行元器件全不取或取某個或取數個的和。
4.根據權利要求2所述的2n量比元器件組合設計方法，其特征在于等間距、多檔級輸出的獲得，對電力無功補償裝置是指接觸器對電容的“加”或“減”投切采用PC編程；或用“邏輯編程IC”編程寫入。也可用TTL數字集成電路“2-16進制同步可預置可逆計數器”獲得。
5.根據權利要求3所述的2n量比元器件組合設計方法，其特征在于等間距、多檔級輸出的獲得，對加料機構可用機械譯碼器，將十進數轉換成二進制輸出獲得。
6.根據權利要求2所述的2n量比元器件組合設計方法，其特征在于等間距、多檔級輸出的獲得，對加料機構可用電子譯碼器，將十進制數轉換成二進制輸出獲得。
全文摘要
本發明公開了一種可用最少執行元器件組合就可獲得多達十幾或更多的等間距、多檔級輸出執行量的設計方法,該方法是將執行元器件組的執行元器件的執行量比按文檔編號H02J3/18GK1267940SQ99113548
公開日2000年9月27日 申請日期1999年3月22日 優先權日1999年3月22日
發明者林在禧 申請人:林在禧