KWALIFIKACJA ELM6 - STYCZEŃ 2022

PYTANIE NR 40.
Którą kombinację wartości stanów logicznych na wejściach I0.1 i I0.2 należy ustawić, aby na wyjściu %Q0.1 pojawiła się logiczna jedynka?
Ilustracja przedstawia schemat logiczny, który jest częścią pytania egzaminacyjnego związanego z kwalifikacjami zawodowymi
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Układ realizuje funkcję AND.
Dwie identyczne bramki NAND dają sygnał !(A AND B). Następnie bramka NOR z dwóch takich samych sygnałów tworzy !((X) OR (X)) = !(X) = !(!(A AND B)) = A AND B. Dlatego 1 na %Q0.1 pojawi się tylko przy %I0.1=1 oraz %I0.2=1.

Pełne wyjaśnienie:

Wejścia %I0.1 i %I0.2 oznaczają dwa sygnały binarne (A i B) doprowadzone do układu logicznego w języku FBD. W schemacie występują dwie identyczne bramki NAND oraz jedna bramka NOR.

Krok 1 – wyjścia bramek NAND:
Każda bramka NAND realizuje funkcję: X = !(A AND B). Ponieważ obie bramki mają te same wejścia, na obu ich wyjściach pojawia się dokładnie ten sam sygnał X.

Krok 2 – bramka NOR:
Bramka NOR realizuje: Y = !(X OR X). Tutaj kluczowe jest prawo idempotentności algebry Boole'a: (X OR X) = X. Po podstawieniu otrzymujemy Y = !(X).

Krok 3 – podstawienie X:
Y = !(!(A AND B)) = A AND B (redukcja podwójnej negacji). Ostatecznie wyjście %Q0.1 jest równe koniunkcji wejść.

Wniosek:Logiczna jedynka na wyjściu %Q0.1 pojawi się tylko wtedy, gdy oba wejścia mają stan 1, czyli %I0.1=1 oraz %I0.2=1.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • %I0.1=1, %I0.2=0 oraz %I0.1=0, %I0.2=1: w obu przypadkach A AND B = 0, więc wyjście także pozostaje 0.
  • %I0.1=0, %I0.2=0: również daje A AND B = 0, więc na %Q0.1 nie pojawi się 1.

Wskazówka egzaminacyjna:przy bramkach w FBD zwracaj uwagę na kółko negacji na wyjściu – to ono odróżnia NAND od AND i NOR od OR. Następnie zapisuj funkcje symbolicznie i upraszczaj krok po kroku.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
%I oznacza obszar wejść (Input), a %Q obszar wyjść (Output). Zapis 0.1 wskazuje bajt/bit (zależnie od platformy). W zadaniu %I0.1 i %I0.2 to dwa bity wejściowe, a %Q0.1 to bit wyjściowy, którego stan analizujesz.
W FBD bramka NAND wygląda jak blok koniunkcji (często symbol "&"), ale ma negację na wyjściu (kółko). To oznacza, że wynik AND jest odwracany: 1 pojawia się na wyjściu NAND tylko wtedy, gdy nie ma jednocześnie 1 na obu wejściach.
Bramka NOR odpowiada funkcji OR z negacją na wyjściu. W wielu edytorach FBD blok OR bywa opisywany jako ">=1" (co znaczy "co najmniej jedno wejście = 1"), a kółko negacji na wyjściu zmienia OR w NOR.
Jeśli oba bloki NAND mają te same wejścia A i B, to realizują identyczną funkcję logiczną X = !(A AND B). Nie ma znaczenia, że są to dwa osobne bloki – przy tych samych stanach wejść ich wyjścia w każdym cyklu programu będą takie same.
Prawo idempotentności mówi, że połączenie tego samego sygnału z samym sobą nie zmienia go: X OR X = X oraz X AND X = X. W zadaniach z PLC pomaga to upraszczać układy, gdy dwa wejścia bramki dostają identyczne sygnały.
Najpierw zapisz X = !(A AND B) (wyjście NAND). Potem wyjście NOR: Y = !(X OR X). Zastosuj idempotentność: (X OR X) = X, więc Y = !X. Podstaw X: Y = !(!(A AND B)) = A AND B.
Tak. NAND i NOR są bramkami uniwersalnymi, więc można z nich budować inne funkcje. W tym przykładzie NAND tworzy negację AND, a NOR z dwóch identycznych sygnałów działa jak inwerter. Podwójna negacja daje finalnie AND.
Dla funkcji AND wyjście ma stan 1 tylko wtedy, gdy oba wejścia są równe 1. Każda kombinacja z co najmniej jednym zerem na wejściu daje wynik 0. Dlatego w zadaniu jedyną poprawną kombinacją jest jednoczesne ustawienie obu wejść na 1.
W AND wystarczy jedno 0, aby wynik był 0. Ponieważ układ po uproszczeniu jest równoważny AND, kombinacje (1,0) i (0,1) nie mogą dać 1 na %Q0.1. To częsty błąd, gdy ktoś patrzy tylko na pojedynczą bramkę i gubi negacje.
Najczęściej myli się bramki AND/OR z NAND/NOR przez pominięcie kółka negacji, a także nie zapisuje się funkcji symbolicznie (A, B, X), tylko zgaduje "na oko". Pomaga metoda: rozpoznaj bramki, zapisz równania, uprość prawa Boole'a.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 53% zdających egzamin. trudne

Eksperci podkreślają: "Układ realizuje funkcję AND.Dwie identyczne bramki NAND dają sygnał !(A AND B)."

Źródła:

  • IEC 61131-3: Programmable controllers — Part 3: Programming languages (opis języków PLC, w tym FBD) – dokument normatywny
  • Wikipedia: "NAND gate" https://en.wikipedia.org/wiki/NAND_gate - accessed 2026-02-18
  • Wikipedia: "NOR gate" https://en.wikipedia.org/wiki/NOR_gate - accessed 2026-02-18

Materiały:

  • Dokumentacja sterownika PLC używanego w pracowni (adresacja %I/%Q, podstawy FBD)
  • Materiały do algebry Boole'a i tabel prawdy bramek logicznych (NAND/NOR)
  • Opis normy IEC 61131-3 w zakresie języka FBD (pojęcia bloku funkcyjnego i połączeń)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026

Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego