Bachelorarbeit

Digitale Zwillinge für SPS-gekoppelte Laboranlagen am Beispiel eines Heiztank-Systems

Eine echte Siemens LOGO! steuert keinen echten Tank, sondern ein Rechenmodell: Ihre 24-V-Ausgänge wirken über zwei Wandlerstufen und ein Gateway auf eine Simulation, deren berechnete Sensorzustände auf demselben Weg zurück auf die Eingänge der Steuerung laufen. Der Regelkreis ist damit geschlossen, und ein unverändertes Steuerungsprogramm...

Autor
Arthur Hardy Kotsch
Hochschule
Duale Hochschule Sachsen — Studienakademie Glauchau
Studiengang
Digital Engineering (B.Eng.), Seminargruppe 4DE23-1
Betreuung
Prof. Torsten Lehnguth · Robert Kolbe (Mugler SE)
Zeitraum
2026
Abgabe
12.08.2026
Digitaler Zwilling SPS / Siemens LOGO! Edge-Gateway Thermodynamisches Modell Euler-Verfahren VDI 2206 Digital Engineering
Kapitel lesen Wertetabellen Grafiken
Gliederung

Die Arbeit, Kapitel für Kapitel erklärt

Jedes Kapitel fasst zusammen, was untersucht wurde, wie vorgegangen wurde und was dabei herauskam — mit den zugehörigen Tabellen und Abbildungen direkt im Text.

  1. 01 Warum

    Die Ausgangslage

    Eine Prüfungsplatine, die schweigt, wenn sie warnen müsste

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  2. 02 Warum

    Ziel und Vorgehen

    Was gebaut werden sollte — und nach welcher Methodik

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  3. 03 Grundlagen

    Stand der Technik

    Modell, Schatten, Zwilling — und die Normen dahinter

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  4. 04 Entwurf

    Anforderungen

    Wer was braucht — und was daraus als Anforderung folgt

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  5. 05 Entwurf

    Zwei Ansätze, eine Entscheidung

    MQTT-Broker gegen Eigenentwicklung mit Gateway und Orchestrator

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  6. 06 System

    Systemarchitektur

    Vier Ebenen von der Steuerung bis zur Anzeige im Browser

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  7. 07 System

    Der Prüfstand

    Montagewand, Energieversorgung, Wandlerebene, Bedienfeld

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  8. 08 Modell

    Das Heiztankmodell

    Fünf Zustandsgrößen, vier Bilanzen, ein Zeitschritt

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  9. 09 Modell

    Der Simulationstakt

    Ein Zyklus alle 50 ms — lesen, rechnen, zurückschreiben, überwachen

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  10. 10 Nachweis

    Fünf Testszenarien

    Erwartung gegen Messung — alle Läufe am unveränderten Modellcode

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  11. 11 Nachweis

    Ergebnis und Grenzen

    Was erfüllt ist, was prototypisch bleibt und was das System nicht kann

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  12. 12 Nachweis

    Ausblick

    Was als Nächstes ansteht und wohin die Plattform wachsen kann

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  13. 13 Anhang

    Vorprojekte

    Woher die Idee kam — eigene Baugruppen aus der Ausbildung

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Material

Alle Daten und Grafiken offen einsehbar

Jede Messreihe ist vollständig einsehbar, sortierbar und als CSV exportierbar. Jede Grafik liegt in voller Auflösung vor.

7 Tabellen · 38.230 Zeilen

Wertetabellen

Sortieren, filtern, als CSV herunterladen.

 42 Grafiken

Abbildungen & Diagramme

Galerie mit Bildunterschriften und Vollbild.

 16 × 2

Kennzahlen der Plattform

Takt, Signalpfade, Überwachung und eingesetzte Komponenten des Prüfstands.

 3000 × 9

Szenario 1 — Befüllung

Zulauf über Y1 und Y2, erwarteter Anstieg 2,55 l/s. Messung: 2,551 l/s, B1 meldet bei 136,...

 6000 × 9

Szenario 2 — Aufheizen mit PT1-Verhalten

Sprung auf 150 kW Heizleistung, Zeitkonstante 12 s. Erreicht 63,3 % bei t = τ und 95,1 % b...

 25809 × 9

Szenario 3 — Druckaufbau und Entlüftung

Weiterheizen bis zum Sieden. B4 schaltet im ersten Schritt nach Überschreiten von 2,8 bar...
Hinweis

Warum hier kein PDF steht

Diese Seite erklärt die Arbeit, sie ersetzt sie nicht. Der Prüfungstext wird bewusst nicht im Wortlaut veröffentlicht — veröffentlicht werden Vorgehen, Daten und Ergebnisse. Wer die vollständige Arbeit braucht, bekommt sie auf Anfrage.

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