KWALIFIKACJA ELM6 - STYCZEŃ 2019

PYTANIE NR 29.
Którą funkcję logiczną na operandach %I0.0 i %I0.1 realizuje program przedstawiony na rysunku?
Ilustracja przedstawia schemat programu w języku drabinkowym (LD).
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Gałęzie styków tworzą równoważność: (NOT A AND NOT B) OR (A AND B), czyli XNOR. Jednak na wyjściu jest cewka zanegowana (/) – odwraca stan logiczny sygnału sterującego. Negacja XNOR daje XOR, więc wyjście jest równe 1, gdy wejścia %I0.0 i %I0.1 są różne.

Pełne wyjaśnienie:

W języku drabinkowym (LD) połączenia szeregowe odpowiadają operacji AND, a połączenia równoległe odpowiadają operacji OR. Dodatkowo:

  • styk NC przewodzi, gdy sygnał wejściowy ma wartość 0 (czyli realizuje logiczne NOT wejścia),
  • styk NO przewodzi, gdy sygnał wejściowy ma wartość 1.

Na rysunku są dwie gałęzie równoległe:

  • Górna gałąź: dwa styki NC w szeregu (%I0.0 oraz %I0.1). Taki tor jest spełniony, gdy %I0.0=0 i %I0.1=0, czyli odpowiada wyrażeniu NOT A AND NOT B.
  • Dolna gałąź: dwa styki NO w szeregu (%I0.1 oraz %I0.0). Ten tor jest spełniony, gdy %I0.0=1 i %I0.1=1, czyli odpowiada wyrażeniu A AND B.

Połączenie równoległe tych gałęzi daje sumę logiczną: (NOT A AND NOT B) OR (A AND B). To jest definicja funkcji XNOR (równoważność): wynik jest 1, gdy wejścia są sobie równe.

Kluczowy element znajduje się na końcu szczebla: cewka wyjściowa %Q0.0 ma symbol (/), czyli jest to cewka zanegowana. Taka cewka nie przepisuje stanu 1:1, lecz wykonuje negację sygnału sterującego. Oznacza to, że na wyjściu otrzymujemy:

Q = NOT( XNOR(A,B) ), a więc Q = XOR(A,B).

Dlatego poprawna jest odpowiedź "XOR": wyjście ma wartość 1 wtedy i tylko wtedy, gdy %I0.0 i %I0.1 mają różne stany.

Pozostałe odpowiedzi są błędne z następujących powodów:

  • "XNOR" opisuje wynik samych gałęzi styków, ale nie uwzględnia negacji na cewce, więc nie odpowiada stanowi %Q0.0.
  • "NOR" to negacja OR, czyli 1 tylko dla (0,0). Układ ma dodatkowo gałąź dla (1,1) i nie jest prostym OR z negacją.
  • "NAND" to negacja AND, czyli 0 tylko dla (1,1). Tutaj po stykach przed negacją byłaby 1 także dla (0,0), a po negacji 0 dla (0,0) i (1,1), więc to inna funkcja.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdzaj, czy cewka jest zwykła, czy zanegowana, i dopiero potem przypisz nazwę funkcji logicznej do wyjścia.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Cewka zanegowana (/) odwraca stan logiczny sygnału sterującego szczeblem. Gdy logika przed cewką daje 1, wyjście przyjmuje 0, a gdy logika daje 0, wyjście przyjmuje 1. To ważny detal, bo zmienia rozpoznawaną funkcję bramki na wyjściu.
XNOR zwykle powstaje jako suma dwóch przypadków: oba wejścia 0 oraz oba wejścia 1. W LD odpowiada temu gałąź z dwoma stykami NC w szeregu (dla 0,0) równolegle do gałęzi z dwoma stykami NO w szeregu (dla 1,1). Wynik jest 1, gdy wejścia są równe.
XNOR jest równe 1, gdy wejścia są takie same. Negacja zmienia 1 na 0 i 0 na 1, więc po odwróceniu otrzymujesz funkcję, która jest 1 dokładnie wtedy, gdy wejścia są różne. To jest definicja XOR, czyli alternatywy wykluczającej.
Styk NC (normalnie zamknięty) w LD przewodzi, gdy przypisany do niego operand ma stan 0. W praktyce zachowuje się jak operator NOT na wejściu: jeśli %I0.0=0, to styk NC dla %I0.0 jest "zamknięty" i przepuszcza sygnał w szczeblu.
Styk NO (normalnie otwarty) przewodzi, gdy operand ma stan 1. To najbardziej typowy styk w LD: jeśli %I0.1=1, to styk NO dla %I0.1 zamyka się i pozwala "przejść" logice w szczeblu do kolejnych elementów.
Zapamiętaj regułę tabeli prawdy: XOR=1 dla stanów różnych (0,1) oraz (1,0), a XNOR=1 dla stanów równych (0,0) oraz (1,1). Jeśli widzisz układ "równość" na stykach, ale cewka jest zanegowana, wynik na wyjściu będzie XOR.
Najczęstsze błędy to: nieuwzględnienie symbolu (/) na cewce, pomylenie NO z NC oraz błędne tłumaczenie połączeń (szereg=AND, równolegle=OR). Często też ktoś rozpoznaje XNOR po gałęziach i kończy analizę, nie sprawdzając typu cewki.
Tak. XOR da się zbudować z podstawowych elementów: dwóch gałęzi realizujących XNOR (dla 0,0 oraz 1,1), a następnie odwrócenia wyniku cewką zanegowaną (/), albo inną równoważną kombinacją styków NO/NC. Ważne jest konsekwentne sprawdzenie tabeli prawdy.
XOR stosuje się do wykrywania rozbieżności sygnałów (np. dwa czujniki powinny mieć ten sam stan) oraz do sterowania, w którym zmiana jednego z dwóch wejść ma przełączać stan wyjścia. To przydatne w diagnostyce, sygnalizacji błędów i logice przełączania.
Wybierz 2–3 kluczowe przypadki i prześledź przewodzenie gałęzi: (0,0), (1,1) oraz jeden przypadek mieszany (0,1). Jeśli (0,0) i (1,1) dają 1 przed cewką, masz XNOR. Jeśli potem jest cewka zanegowana (/), wynik na wyjściu odwróci się do XOR.
info

Statystycznie 64% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "Gałęzie styków tworzą równoważność: (NOT A AND NOT B) OR (A AND B), czyli XNOR."

Źródła:

  • IEC 61131-3, "Programmable controllers — Part 3: Programming languages", rozdziały dotyczące LD oraz oznaczeń cewek (w tym cewki zanegowanej /).

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne o języku LD (Ladder Diagram) dla PLC
  • Ćwiczenia z tabel prawdy dla bramek XOR/XNOR
  • Dokumentacja środowiska PLC używanego w szkole (opis symboli styków i cewek)

Aktualizacja pytania: 03.04.2026



Aktualizacja pytania: 03.04.2026
📡 Brak połączenia internetowego