专利名称：一种2的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用2n量比组合成的元器件组合的设计方法。用于装置要求能发出多达十几个或更多的等间距、多档级控制量的输出执行指令、而所用的元器件组合的元器件数量是最少的场合。最适用于电力无功补偿装置、配料加料机构等的优化设计。
在产品设计或生产过程的装备设计场合，往往需要通过一组元器件组合来发出多达十几或更多的等间距、多档级控制量的输出执行指令，而又希望所用的元器件组合的元器件数量又是最少的。这样才能使产品或生产装置设计得最合理结构简单、成本低廉，以获取最大的经济效益。
到现在为止，通过初步查新还末发现与本发明类似的组合设计方法及其使用。
本发明的目的是提供一种新的执行元器件组合设计方法，使用该方法可以使产品在功能不变的情况下，元器件数量最少，使产品结构得到优化，产品外形最小，成本降低。
为了解决上述任务，本发明采用的解决方案是将执行元器件组合的执行元器件的执行量按2n(n＝0，1，2，3，4......)量比设置，我们任何元器件的执行量都不取或取这些元器件执行量的某个或数个执行量的和，就可以获得0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，1 0，11......量比的等间距、多档级的执行指令输出，而所用的元器件的数量却是最少的。
譬如，用执行量量比为20＝1，21＝2，22＝4，23＝8的四个元器件，通过对元器件组各元器件执行量的取用——任何元器件的执行量都不取或只取其中某个元器件执行量或取数个元器件执行量之和，就可获得0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15共16个量比的档级。只用四个元器件组成的2n量比元器件组合就可获得等间距、16个档级的输出，这是常规方法无法做到的(参看
图1)。
执行元器件组合中的执行元器件执行量按2n(n＝0，1，2，3，4......)量比设置，即第一个元器件执行量第2个元器件执行量第3个元器件执行量第4个元器件执行量......，它们执行量的比为20＝1∶21＝2∶22＝4∶23＝8......。但这些元器件的实际执行量应为第一个元器件执行量＝20×间距＝1×间距；第二个元器件执行量＝21×间距＝2×间距；
第三个元器件执行量＝22×间距＝4×间距；第四个元器件执行量＝23×间距＝8×间距；…………………………………………………；…………………………………………………；为便于了解如何通过对执行元器件组的元器件执行量的取用，可获得等间距、多档级输出。下面举一间距为1，用四个元器件的真值表，可使我们很容易地看出0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15这16个等间距为1的档级是如何取得的。
表一 真值表
下面以两个应用实例加以说明是如何具体设计操作的。
实例一电力无功补偿装置随着彩电、音响、洗衣机、电冰箱、空调机等家电进入百姓家庭，加之工农业的快速发展，电网多呈感性重负载状，造成电网功率因数急骤下降，甚致在不堪重负的情况下，使电网电压也随之下降，严重影响着供电质量。供电部门常采用电网并接电容来解决，电力无功补偿装置就是一种能按功率因数大小和电压高低自动投切电容的装置，见图2。
电力无功补偿装置通过自动开关K与电网相连，内装有避雷器D1-D3、控制器Controller、多组熔断器、接触器和电力电容器，控制器每隔一定时间对电网功率因数、电压等进行一次检测，按编制的程序进行投切电容器，使电网功率因数和电压值达到预定要求，并将检测到的适时值通过多种方式显示出来。由于一天中负载性质变化极大，投切的电容值往往非常大，高达60千乏、90千乏或更大。如果要使电网调整的功率因数始终较高，就希望将60千乏或90千乏分成等间距、多档级的小容量电容，使电网感性负载在一个很大变化范围随时都能被调整到功率因数较高的情况，从理论上讲间距越小，档级越多，调整得越好。但这样必须安装很多接触器、熔断器和容量较小的电力电容器，势必造成装置体积非常庞大，甚至使供电部门难于接受。因此，目前市场提供的电力无功补偿装置大多只有4个相同电容值的电力电容器在电网上进行投切(60千乏装置由4个15千乏投切；90千乏则由4个22.5千乏投切)。由于投切的电力电容器电容量间距为15千乏或22.5千乏，功率因数调整后的平均值不太高，节电效果也不太理想。但是如果采用2n量比器件组合设计，同样只用4个接触器，我们可获得间距为4千乏、16个档级的调整档，使电网功率因数随时处于很高的状态。因此，节电效果极佳。
以60千乏无功补偿装置为例，由于4个接触器可获得16个等间距的档级，其间距＝60÷15＝4千乏。J1接触器投切20×间距＝1×4＝4千乏；J2接触器投切21×间距＝2×4＝8千乏；J3接触器投切22×间距＝4×4＝16千乏；J4接触器投切23×间距＝8×4＝32千乏。这样，我们只要通过对4个接触器的接换4个中一个都不接或接其中某个或同时接数个，就可获得补偿电容值为0；4；8；12；16；20；24；28；32；36；40；44；48；52；56；60千乏共16个档级。使功率因数和电压随时都可调整到非常满意的状态。(若用常规方法就需要用15个继电器去投切15个4千乏电力电容器，每个接触器还需配3个熔断器，其体积之庞大，可以想象)。
完成J1J2J3J4接触器对电容的“加”或“减”投切，采用PC编程或可采用国产TTL数字集成电路T215“2-16进制同步可预置可逆计数器”作为投切讯号输出。T215的管脚外引线排列及功用，参照图3。由于可置数、进位和借位功能不用，只是Vcc接正电源+5V±5％，⊥接负电源，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。当Cr＝“0”，LD＝“1”，CP+保持高电平，计数脉冲从CP-加入，在计数脉冲上升沿作用下，即可进行电容“减切”。当Cr＝“0”，LD＝“1”，CP-保持高电平，计数脉冲从CP+加入，在计数脉冲上升沿作用下，即可进行电容的“加并”。
T215加、减计数真值表见表二、表三。
表二 T215加法计具值表
>表三 T215减法计具值表
我们也可采用国产CMOS数字集成电路C184“二进制可预置可逆计数器”对J1、J2、J3、J4进行电容“加”、“减”投切；当然也可采用PC编程或逻辑编程IC编程写入。
实例2小颗粒物科的加料机构(参照图4)在可变配化的自动流水生产线上往往需要一种配比变化大的加料机构。由于大量生产的节拍时间都很短，不可能采用自动称量机构，配比变化大，若按常规设计，必须设置十多个汽缸活塞，按所需配比推取若干个单位容量量器，以获所需量，这样势必使加料机构体积庞大不堪。若采用2n量比器件组合设计方法设计，只需设计如图4这样这样4个汽缸活塞推动4个量器容积为Q1，Q2，Q3，Q4的加料机构，而Q1，Q2，Q3，Q4量可按Q1＝20×单位容量，Q2＝21×单位容量，Q3＝22×单位容量，Q4＝23×单位容量设定，这样就可通过机械译码器或电子译码器，只用4个汽缸活塞推动4种容量容器而获得15种单位容量为等间距、配比范围很大的15种配比，其基本原理和电力无功补偿装置相同，不作赘述。
以上两个实例中，电力无功补偿装置的电容投切为最佳实施例。由于电力无功补偿装置在供电部门和用电大户，包括工、农、民用都必须使用、装置的需求量大。由此产生的经济效益十分可观，间接效益和社会效益也十分显著。
权利要求
1.一种用最少执行元器件组合便可获得十几个或更多的等间距、多档级控制量的输出执行指令的设计方法。其特征在于执行元器件组合的执行元器件的执行量按2n(n＝0，1，2，3，4……)量比设置，第一个元器件执行量为20倍的间距；第二个元器件执行量为21倍的间距；第三个元器件执行量为22倍的间距；第四个元器件执行量为23倍的间距......，间距可按需设定，通过对元器件组合各元器件执行量的取用——任何元器件的执行量都不取或取其中某个元器件的执行量或取数个元器件的执行量之和，就可获得0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11量比的等间距、多档级的执行指令输出。而所用的元器件数量却是最少的。
2.根据权利要求1所述的2n量比元器件组合设计方法，其特征在于对电力无功补偿装置的执行元器件是指向电网投切电力电容器的接触器，其接触器执行量比按2n设置，通过对接触器的通断控制全部接触器都不接通或只接其中某个或同时接数个，就可获得补偿电容值为所需的间距值的等间距、多档级。
3.根据权利要求1所述的2n量比元器件组合设计方法，其特征在于加料机构执行量比按2n设置，控制输出时，执行元器件全不取或取某个或取数个的和。
4.根据权利要求2所述的2n量比元器件组合设计方法，其特征在于等间距、多档级输出的获得，对电力无功补偿装置是指接触器对电容的“加”或“减”投切采用PC编程；或用“逻辑编程IC”编程写入。也可用TTL数字集成电路“2-16进制同步可预置可逆计数器”获得。
5.根据权利要求3所述的2n量比元器件组合设计方法，其特征在于等间距、多档级输出的获得，对加料机构可用机械译码器，将十进数转换成二进制输出获得。
6.根据权利要求2所述的2n量比元器件组合设计方法，其特征在于等间距、多档级输出的获得，对加料机构可用电子译码器，将十进制数转换成二进制输出获得。
全文摘要
本发明公开了一种可用最少执行元器件组合就可获得多达十几或更多的等间距、多档级输出执行量的设计方法,该方法是将执行元器件组的执行元器件的执行量比按文档编号H02J3/18GK1267940SQ99113548
公开日2000年9月27日 申请日期1999年3月22日 优先权日1999年3月22日
发明者林在禧 申请人:林在禧