KWALIFIKACJA ELM6 - STYCZEŃ 2023 (test 3)

PYTANIE NR 27.
Która kombinacja stanów logicznych nie pojawi się na wyjściach sterownika działającego zgodnie z przedstawionym programem?
Ilustracja przedstawia schemat logiczny, który jest częścią egzaminu zawodowego dla technika mechatronika w kwalifikacji E19.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Układ realizuje blokadę wzajemną: Q1 = I1 AND (NOT I2) oraz Q2 = I2 AND (NOT I1).
Aby jednocześnie uzyskać Q1=1 i Q2=1, trzeba spełnić naraz warunki I1=1 i I1=0 oraz I2=1 i I2=0, co jest sprzeczne. Dlatego stan "Q1 = 1 i Q2 = 1" nie wystąpi.

Pełne wyjaśnienie:

Na schemacie FBD widoczne są dwie bramki AND oraz dwie bramki NOT połączone "na krzyż". Z połączeń wynika, że:

  • Q1 przyjmuje wartość 1 tylko wtedy, gdy I1=1 oraz jednocześnie I2=0, czyli Q1 = I1 AND (NOT I2).
  • Q2 przyjmuje wartość 1 tylko wtedy, gdy I2=1 oraz jednocześnie I1=0, czyli Q2 = I2 AND (NOT I1).

Taki układ to klasyczna blokada wzajemna: gdy jeden kanał jest aktywny, drugi jest blokowany przez negację jego sygnału.

Najprościej potwierdzić to tablicą prawdy dla wszystkich 4 kombinacji wejść:

  • Gdy I1=0, I2=0 → NOT I2=1, NOT I1=1, ale AND z 0 daje 0, więc Q1=0 i Q2=0.
  • Gdy I1=0, I2=1 → Q1=0 (bo I1=0), Q2=1 (bo I2=1 i NOT I1=1).
  • Gdy I1=1, I2=0 → Q1=1 (bo I1=1 i NOT I2=1), Q2=0 (bo I2=0).
  • Gdy I1=1, I2=1 → NOT I2=0 i NOT I1=0, więc oba AND mają na jednym wejściu 0, co daje Q1=0 i Q2=0.

Widać, że stany wyjść, które mogą się pojawić, to: (0,0), (0,1) oraz (1,0). Stan Q1=1 i Q2=1 nie może wystąpić, bo wymagałby jednocześnie I1=1 (żeby Q1=1) i I1=0 (żeby Q2=1), a to warunek sprzeczny logicznie. Analogicznie sprzeczność dotyczy I2.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne jako "nigdy nie wystąpi"?

  • Q1 = 0 i Q2 = 1 występuje przy I1=0, I2=1.
  • Q1 = 1 i Q2 = 0 występuje przy I1=1, I2=0.
  • Q1 = 0 i Q2 = 0 występuje m.in. przy I1=0, I2=0 oraz także przy I1=1, I2=1.

W praktyce takie blokady stosuje się np. do uniemożliwienia jednoczesnego wysterowania dwóch przeciwstawnych funkcji (prawo/lewo, otwórz/zamknij), co zmniejsza ryzyko uszkodzeń i błędów sterowania.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Blokada wzajemna to logika, która uniemożliwia jednoczesne załączenie dwóch wyjść/funkcji, które się wykluczają. Realizuje się ją zwykle przez użycie negacji sygnału "drugiego kanału", tak aby aktywacja jednego wyjścia automatycznie blokowała drugie.
W FBD bramka AND oznacza, że oba jej wejścia muszą mieć stan 1. Jeśli jedno wejście AND jest podłączone do I1, a drugie do wyjścia bramki NOT zasilanej I2, to Q1 będzie równe 1 tylko dla I1=1 i I2=0.
Żeby Q1=1, musi być I1=1 oraz I2=0. Żeby Q2=1, musi być I2=1 oraz I1=0. Te wymagania są sprzeczne (I1 musiałoby być jednocześnie 0 i 1, podobnie I2), więc kombinacja (1,1) nie pojawi się na wyjściach.
Dla dwóch wejść są 4 kombinacje: 00, 01, 10, 11. Dla każdej z nich wyliczasz kolejno NOT I1, NOT I2, a potem wyniki bramek AND prowadzących do Q1 i Q2. To systematyczna metoda bez "zgadywania".
Tak. W logice z negacjami często ten sam stan wyjść wynika z różnych kombinacji wejść. W blokadzie wzajemnej (jak tutaj) Q1=0 i Q2=0 pojawia się m.in. wtedy, gdy oba wejścia są 0 albo gdy oba wejścia są 1.
Najczęściej myli się negację (NOT) i traktuje ją jako "brak sygnału" zamiast odwrócenia 0↔1. Drugi błąd to pomylenie AND z OR. Pomaga rysowanie tablicy prawdy oraz sprawdzanie warunków koniecznych dla Q1=1 i Q2=1.
Wskazówką są dwa wyjścia, z których każde jest sterowane AND-em, a w drugim wejściu AND pojawia się zanegowany sygnał "przeciwnego" wejścia. To połączenie krzyżowe (I1 blokuje Q2, a I2 blokuje Q1) jest typowe dla interlocku.
W praktyce spotkasz ją np. w sterowaniu napędami (prawo/lewo), siłownikami (wysuń/schowaj), zaworami o przeciwnych funkcjach lub w układach bezpieczeństwa. Celem jest uniknięcie jednoczesnych rozkazów, które mogłyby uszkodzić mechanikę lub pneumatykę.
Tak, czasem wystarczy analiza warunków: dla Q1=1 potrzebujesz I1=1 i I2=0, a dla Q2=1 potrzebujesz I2=1 i I1=0. Jeśli pytanie dotyczy jednoczesnego Q1=1 i Q2=1, od razu widać sprzeczność. Tablica prawdy pozostaje jednak najpewniejsza.
Ćwicz rozpoznawanie bramek AND/OR/NOT oraz budowanie tablic prawdy dla 2–3 wejść. Rozwiązuj zadania z blokadą wzajemną i typowymi zależnościami sterowania. Na egzaminie pracuj metodycznie: wypisz warunki dla Q=1 i sprawdź wszystkie kombinacje wejść.
info

Statystycznie 40% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Układ realizuje blokadę wzajemną: Q1 = I1 AND (NOT I2) oraz Q2 = I2 AND (NOT I1).Aby jednocześnie uzyskać Q1=1 i Q2=1, trzeba spełnić naraz warunki I1=1 i I1=0 oraz I2=1 i I2=0, co jest sprzeczne."

Źródła:

  • Wikipedia: "Boolean algebra" — https://en.wikipedia.org/wiki/Boolean_algebra (dostęp: 2026-02-27)
  • Wikipedia: "Truth table" — https://en.wikipedia.org/wiki/Truth_table (dostęp: 2026-02-27)
  • Wikipedia: "Programmable logic controller" — https://en.wikipedia.org/wiki/Programmable_logic_controller (dostęp: 2026-02-27)

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z algebry Boole’a i tablic prawdy (AND/OR/NOT)
  • Podręczniki/opracowania do programowania sterowników: język FBD i podstawowe bramki logiczne
  • Ćwiczenia laboratoryjne: symulacja logiki kombinacyjnej i testowanie wszystkich kombinacji wejść

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego