KWALIFIKACJA ELM6 - CZERWIEC 2023

PYTANIE NR 28.
Które zdanie właściwie opisuje stan wyjścia Y000?
Ilustracja przedstawia schemat logiczny, który jest używany w kontekście kwalifikacji zawodowej technika mechatronika,
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W szczeblu LD połączenie szeregowe styków realizuje AND.
Tu występują kolejno: NC X000, NO X000, NO X001, NO X002, więc logicznie: Y000 = (NOT X000) AND X000 AND X001 AND X002. Ponieważ (NOT X000) AND X000 = 0 dla każdej wartości X000, całe wyrażenie ma zawsze wartość 0.

Pełne wyjaśnienie:

W schemacie drabinkowym (LD) każdy szczebel odpowiada równaniu logicznemu opisującemu stan cewki wyjściowej. Połączenie szeregowe styków oznacza, że prąd "przepłynie" (a więc cewka się załączy) tylko wtedy, gdy wszystkie warunki są spełnione jednocześnie, czyli jest to funkcja AND (koniunkcja).

Styk NO odpowiada zmiennej bez negacji, a styk NC odpowiada negacji tej zmiennej. W analizowanym szczeblu pierwszy element to styk NC oznaczony X000, a zaraz po nim styk NO również oznaczony X000. Dalej są styki NO X001 i NO X002, a na końcu cewka Y000.

Otrzymujemy więc równanie:

Y000 = (NOT X000) AND X000 AND X001 AND X002

Kluczowe jest zauważenie, że fragment (NOT X000) AND X000 jest zawsze fałszywy (0). To bezpośrednio wynika z prawa sprzeczności algebry Boole'a: zmienna i jej negacja nie mogą być jednocześnie prawdziwe. Sprawdzenie przypadków potwierdza to natychmiast:

  • Gdy X000 = 0, to NOT X000 = 1, więc 1 AND 0 = 0.
  • Gdy X000 = 1, to NOT X000 = 0, więc 0 AND 1 = 0.

Skoro jeden składnik koniunkcji ma zawsze wartość 0, to całe wyrażenie jest równe 0 niezależnie od X001 i X002. Dlatego poprawne jest stwierdzenie: "Stan wyjścia Y000 jest równy 0 niezależnie od stanów wejść X000, X001 i X002."

Pozostałe propozycje są błędne typowo z dwóch powodów: albo ignorują sprzeczność X000 i NOT X000 w szeregu, albo mylą "negację iloczynu" (operator NOT na całym wyniku) z "iloczynem zawierającym negację" (NOT tylko jednego argumentu). W praktyce taka logika oznaczałaby wyjście, które nigdy się nie załączy, co podczas uruchamiania PLC jest sygnałem do przeglądu warunków w szczeblu.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Styk NO (normalnie otwarty) przewodzi, gdy zmienna ma stan 1, więc odpowiada samej zmiennej logicznej. Styk NC (normalnie zamknięty) przewodzi, gdy zmienna ma stan 0, więc odpowiada jej negacji (NOT). To podstawowa interpretacja w LD.
Połączenie szeregowe realizuje AND (koniunkcję): wyjście może się załączyć tylko wtedy, gdy wszystkie styki w szeregu "są spełnione" jednocześnie. W praktyce oznacza to mnożenie logiczne warunków w jednym szczeblu.
To prawo sprzeczności algebry Boole'a. Dla X=0 mamy 0 AND 1 = 0, a dla X=1 mamy 1 AND 0 = 0. Ponieważ nie istnieje wartość X, dla której X i NOT X byłyby jednocześnie równe 1, wynik zawsze pozostaje 0.
NC X000 odpowiada NOT X000, a NO X000 odpowiada X000. Jeśli są w szeregu, łączysz je operatorem AND: (NOT X000) AND X000. To natychmiast upraszcza się do 0, niezależnie od innych warunków w szeregu.
Cewka (np. Y000) to element wyjściowy szczebla LD. Jej stan (0/1) jest wynikiem warunków logicznych po lewej stronie. Gdy warunek szczebla jest prawdziwy, cewka przyjmuje stan 1; gdy fałszywy, pozostaje w stanie 0.
NOT(A AND B) neguje wynik całej koniunkcji (to inna funkcja, np. NAND dla dwóch zmiennych). Natomiast (NOT A) AND B to zwykły AND, tylko z jednym argumentem zanegowanym. W LD odpowiada to różnicy między zanegowaniem całej gałęzi a użyciem styku NC tylko dla A.
Może, ale zwykle jest to błąd projektowy lub pozostałość po testach. Szeregowe użycie X i NOT X dla tej samej zmiennej powoduje, że warunek nigdy nie będzie spełniony, więc wyjście nie zadziała. W praktyce to sygnał do debugowania i przeglądu logiki.
Szukaj sytuacji, gdy ta sama zmienna (np. X000) występuje w jednym szeregu jednocześnie jako NO i NC. To odpowiada postaci X000 AND NOT X000. Taki fragment zawsze zeruje cały szczebel, więc wyjście pozostaje w stanie 0 niezależnie od pozostałych styków.
Bo "negacja iloczynu" sugeruje postać NOT(X000 AND X001 AND X002), czyli negację całego wyniku. W szczeblu LD z jednym stykiem NC negacja dotyczy tylko tej zmiennej, a nie całego iloczynu. To częsty błąd wynikający z nieuważnego czytania zakresu działania operatora NOT.
Sprawdza umiejętność czytania LD, poprawnej interpretacji styków NO/NC, budowania równania logicznego dla wyjścia oraz wykrywania błędów w logice sterowania. To przydaje się przy uruchamianiu maszyn, diagnostyce I/O i poprawkach programu PLC.
info

Statystycznie 41% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Eksperci podkreślają: "W szczeblu LD połączenie szeregowe styków realizuje AND.Tu występują kolejno: NC X000, NO X000, NO X001, NO X002, więc logicznie: Y000 = (NOT X000) AND X000 AND X001 AND X002."

Źródła:

  • IEC 61131-3:2013, "Programmable controllers – Part 3: Programming languages", opis języka LD oraz semantyka styków i cewek (Ladder Diagram) - wydanie normy
  • Wikipedia (EN): "Boolean algebra", sekcja o prawach algebry Boole'a (m.in. X AND NOT X = 0) https://en.wikipedia.org/wiki/Boolean_algebra (dostęp: 2026-02-28)
  • Wikipedia (EN): "Ladder logic", opis interpretacji NO/NC oraz logiki szeregowej jako AND https://en.wikipedia.org/wiki/Ladder_logic (dostęp: 2026-02-28)

Materiały:

  • Dokumentacja/poradniki do programowania PLC w języku LD (Ladder Diagram) zgodnie z IEC 61131-3
  • Materiały dydaktyczne z algebry Boole'a i logiki cyfrowej (prawa De Morgana, prawo sprzeczności)
  • Ćwiczenia z analizy szczebli LD: NO/NC w szeregu i równoległe gałęzie (AND/OR)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego