KWALIFIKACJA ELM6 - CZERWIEC 2023 (test 2)

PYTANIE NR 32.
Który program zapisany w LD odpowiada programowi zapisanemu w FBD?
Ilustracja przedstawia schematy logiczne związane z programowaniem sterowników PLC, co jest istotne w kontekście
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W schemacie FBD wyjście opisuje funkcję: Q1 = NOT(I1 AND NOT I2) OR I3. Po zastosowaniu praw De Morgana otrzymujemy Q1 = NOT I1 OR I2 OR I3. W LD odpowiada temu układ trzech gałęzi równoległych: I1 jako styk NC (negacja), a I2 i I3 jako styki NO, czyli Program 2.

Pełne wyjaśnienie:

W zadaniu trzeba znaleźć program w LD (Ladder Diagram), który realizuje dokładnie tę samą funkcję logiczną, co pokazany schemat w FBD (Function Block Diagram).

1) Odczyt funkcji z FBD
W FBD widzimy:

  • blok AND z wejściami I1 oraz I2, przy czym I2 jest zanegowane (kółko oznacza NOT I2),
  • wynik AND trafia na wejście bramki OR, ale to wejście OR jest również zanegowane (czyli do OR trafia NOT(wyniku AND)),
  • drugie wejście OR to sygnał I3 bez negacji,
  • wyjściem jest Q1.

Stąd funkcja: Q1 = NOT(I1 AND NOT I2) OR I3.

2) Przekształcenie do postaci przyjaznej dla LD
W LD najłatwiej odwzorować sumę logiczną jako gałęzie równoległe. Dlatego upraszczamy pierwszy składnik:

NOT(I1 AND NOT I2) = NOT I1 OR NOT(NOT I2)

Czyli: NOT(I1 AND NOT I2) = NOT I1 OR I2.

Całość daje: Q1 = (NOT I1 OR I2) OR I3 = NOT I1 OR I2 OR I3.

3) Mapowanie na LD
W LD obowiązują typowe odpowiedniki:

  • OR → połączenie równoległe gałęzi,
  • AND → połączenie szeregowe elementów,
  • NOT sygnału → styk NC (normalnie zamknięty, przekreślony),
  • sygnał bez negacji → styk NO (normalnie otwarty).

Dla funkcji NOT I1 OR I2 OR I3 potrzebujemy więc trzech gałęzi równoległych prowadzących do cewki Q1: gałąź z I1 jako NC oraz gałęzie z I2 i I3 jako NO.

4) Ocena odpowiedzi

  • Program 2 ma trzy gałęzie równoległe: I1 (NC), I2 (NO), I3 (NO) – dokładnie realizuje NOT I1 OR I2 OR I3, więc jest poprawny.
  • Program 1 – typowy błąd to niewłaściwe uwzględnienie negacji (np. NO zamiast NC lub złe miejsce negacji), przez co funkcja nie odpowiada uproszczonemu zapisowi.
  • Program 3 – zwykle reprezentuje inną strukturę (np. elementy szeregowo), co odpowiadałoby AND, a nie czystemu OR trzech składników.
  • Program 4 – często wynika z pomylenia praw De Morgana lub z błędnego "przeniesienia" kółka negacji na niewłaściwy styk.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze najpierw zapisz funkcję z FBD w algebrze Boole'a, uprość (De Morgan), a dopiero potem dobieraj układ styków w LD.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Kółko na wejściu/wyjściu w FBD oznacza operator NOT, czyli odwrócenie sygnału logicznego. Jeśli na wejściu jest I2 z kółkiem, to do bloku trafia NOT I2. Przy zamianie na LD taka negacja zwykle odpowiada zastosowaniu styku NC.
W LD negację sygnału realizuje styk NC (normalnie zamknięty), zwykle rysowany jako styk przekreślony. Oznacza to, że warunek jest spełniony, gdy zmienna ma stan 0. Dla sygnału bez negacji używa się styku NO.
Stosuje się prawa De Morgana: NOT(A AND B) = NOT A OR NOT B. To kluczowe przy konwersji FBD→LD, bo w LD połączenie równoległe odpowiada OR, a szeregowe odpowiada AND. Dzięki temu łatwiej dobrać poprawny układ gałęzi.
OR oznacza, że wyjście ma być aktywne, gdy spełniony jest dowolny z warunków. W drabince odpowiada temu sytuacja, gdy prąd logiczny może popłynąć jedną z kilku alternatywnych ścieżek. Stąd realizacja OR jako gałęzie połączone równolegle.
AND wymaga, aby wszystkie warunki były spełnione jednocześnie. W LD osiąga się to przez połączenie styków w szeregu: przepływ (spełnienie warunku) nastąpi dopiero, gdy każdy styk w torze jest "zamknięty" logicznie. To bezpośrednia analogia do warunku łącznego.
Najczęstsze są: (1) pomijanie kółek negacji w FBD, (2) zamiana NO i NC, (3) błędne użycie De Morgana, (4) mylenie połączeń równoległych z szeregowymi. Pomaga metoda: zapisać funkcję w Boole’u, uprościć, a potem dopiero mapować na LD.
Najpewniejsza metoda to zapisanie obu rozwiązań w algebrze Boole'a i porównanie uproszczonych postaci. Alternatywnie można zbudować tabelę prawdy dla wejść (np. I1, I2, I3) i sprawdzić, czy wyjście Q1 ma takie same wartości dla wszystkich kombinacji.
Styk NO (normalnie otwarty) w LD odpowiada warunkowi "zmienna ma stan 1". Jest "prawdziwy" (przewodzi logicznie), gdy przypisana do niego zmienna wejściowa/bit ma wartość 1. W zadaniach o negacji ważne jest, by nie mylić go ze stykiem NC.
Tak. Zwykle szybciej jest wykonać przekształcenie algebry Boole'a: odczytać funkcję z FBD, zastosować De Morgana i uprościć. Potem wystarczy rozpoznać w LD układ gałęzi (OR) oraz typy styków (NO/NC). Tabela prawdy jest metodą kontrolną.
Ćwicz krótkie przykłady: zamiana 5–10 funkcji dziennie z FBD na LD. Zwracaj uwagę na negacje (kółka i NC) oraz na to, że OR=równolegle, AND=szeregowo. Dobrą praktyką jest zapis pośredni w Boole’u i szybkie stosowanie De Morgana.
info

Statystycznie 35% uczniów zna prawidłową odpowiedź. bardzo trudne

Eksperci podkreślają: "W schemacie FBD wyjście opisuje funkcję: Q1 = NOT(I1 AND NOT I2) OR I3."

Źródła:

  • IEC 61131-3:2013, Programmable controllers – Part 3: Programming languages (opis języków LD i FBD oraz podstawowe zasady notacji).

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne do IEC 61131-3: porównanie FBD i LD na przykładach
  • Ćwiczenia z algebry Boole'a i praw De Morgana dla automatyki/PLC
  • Instrukcje środowiska PLC używanego w szkole (pomoc online dot. LD i FBD)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego