Regelkreis-Simulator – Johannes Röding

Was ist der Regelkreis-Simulator?

Der Regelkreis-Simulator ist eine kostenlose Desktop-Anwendung für die gewerblich-technische Ausbildung. Statt trockener Theorie können Auszubildende und Schüler Regelkreise live erleben: Eine animierte Anlage — zum Beispiel ein Wassertank oder eine Raumheizung — reagiert in Echtzeit auf alle Eingriffe.

Für wen ist die Software geeignet?

🏫 Berufsschulen
Lernfeld Regelungstechnik & Automatisierungstechnik

🏭 Ausbildungsbetriebe
Elektroniker, Mechatroniker, Anlagenmechaniker

📖 Selbststudium
Für alle, die Regelkreise wirklich verstehen wollen

Funktionen

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Animierte Anlagenbilder

Keine abstrakten Blöcke — der Simulator zeigt realistische Anlagen, die live auf die Simulation reagieren: Füllstandregelung (Wassertank) und Raumtemperaturregelung mit Heizkörper.

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Signalplot in Echtzeit

Alle vier Signale — Sollwert w, Istwert x, Regelabweichung e und Stellgröße y — werden live farbig aufgezeichnet. Zeitfenster einstellbar.

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Grafisches Blockschaltbild

Das klassische Regelkreisschema mit Vergleichsstelle, Regler-Block und Strecken-Block wird live aktualisiert und zeigt die aktuellen Signalwerte direkt im Diagramm.

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Streckenanalyse & Regler-Auslegung

Die Software kann die Regelstrecke automatisch vermessen und Regler-Parameter berechnen (Ziegler-Nichols, CHR-Methode). Mit einem Klick in die Simulation übernehmen.

📊

Sprunganalyse

Automatische Berechnung von Anstiegszeit, Ausregelzeit, Überschwingen und bleibender Regelabweichung — direkt im Plot angezeigt.

⚡

Schnellsimulation

Simulationsgeschwindigkeit von 1× bis 20× einstellbar. Ideal für Unterricht: Ergebnisse schnell zeigen, ohne lange warten zu müssen.

🎛️ Alle wichtigen Regler inklusive

Regler	Verhalten	Typische Anwendung
P-Regler	Proportionalanteil, bleibende Regelabweichung	Einstieg, Grundverständnis
PI-Regler	Kein bleibender Fehler	Füllstand, Durchfluss
PD-Regler	Schnelle Reaktion	Positionierung
PID-Regler	Kombination aller drei Anteile	Universell
2-Punkt-Regler	Schaltet Ein/Aus	Thermostat-Prinzip
3-Punkt-Regler	Heizen / Aus / Kühlen	Klimatechnik

▶️ Live-Eingriffe im Versuchsmodus

Das ist der Kernmehrwert für den Unterricht — alle Eingriffe wirken sofort auf die laufende Simulation:

Sollwert verschieben Führungsverhalten beobachten

Regler-Parameter ändern Auswirkung von Kp, Ti, Td verstehen

Störgröße aufschalten Störverhalten und Ausregelung erleben

Regler tauschen Direktvergleich PID ↔ 2-Punkt

Simulation pausieren Zustand einfrieren und analysieren

Screenshots

Anlagenauswahl — Wähle eine Anlage aus der Bibliothek (Füllstandregelung, Raumtemperatur u. a.)

Simulationsansicht — Animiertes Anlagenbild, Live-Plot und Blockschaltbild in einem Fenster

Simulation anpassen — Regler und Parameter live ändern während die Simulation läuft

Systemvoraussetzungen

⚠️ Nur für Windows — Die Software läuft ausschließlich unter Windows 10 und Windows 11 (64-Bit). Mac und Linux werden aktuell nicht unterstützt.

Anforderung	Details
Betriebssystem	Windows 10 / Windows 11 (64-Bit)
Installation	Nicht nötig — `.exe` direkt starten
Python	Nicht erforderlich (alles enthalten)
Internetverbindung	Nicht erforderlich
Arbeitsspeicher	min. 4 GB RAM empfohlen

Download

✅ Regelkreis-Simulator v1.0

Mai 2026 · für Windows 10 & 11 (64-Bit) · ca. 30–80 MB

⬇ Regelkreis-Simulator v1.0 herunterladen (.exe)

Kein Installer · keine Registrierung · keine Kosten · auch vom USB-Stick startbar

Wie funktioniert ein Regelkreis? — Kurzeinführung

Ein Regelkreis hält eine technische Größe automatisch auf einem gewünschten Wert — auch wenn äußere Störungen einwirken. Die vier wichtigsten Signale:

w

Sollwert

Der gewünschte Zustand. Beispiel: „Der Tank soll zu 60 % gefüllt sein."

x

Istwert

Der tatsächlich gemessene Zustand. Ein Sensor misst, wie voll der Tank wirklich ist.

e

Regelabweichung

e = w − x. Wenn der Tank zu leer ist, ist e positiv — der Regler muss nachregeln.

y

Stellgröße

Das elektrische Ausgangssignal des Reglers (0–10 V). Steuert das Ventil oder die Heizung.

Der Regler berechnet aus der Regelabweichung die Stellgröße. Verschiedene Reglertypen (P, PI, PID, 2-Punkt) tun das auf unterschiedliche Weise — mit unterschiedlichen Vor- und Nachteilen.

Die Regelstrecke ist das physikalische System: der Tank, der Raum, der Motor. Ihr Verhalten (PT1, PT2, IT1 …) bestimmt, wie schnell und stark sie auf die Stellgröße reagiert.

Der geschlossene Regelkreis entsteht durch Rückkopplung: Der Istwert wird gemessen und mit dem Sollwert verglichen. So korrigiert der Regler ständig — das ist die Stärke der Regelungstechnik.

Häufige Fragen (FAQ)

Allgemein

Ist die Software kostenlos?

Ja. Der Regelkreis-Simulator ist vollständig kostenlos und ohne Registrierung nutzbar.

Brauche ich Python oder eine Installation?

Nein. Die .exe-Datei enthält alles. Einfach herunterladen und starten — keine Installation, kein Python, kein Zusatzprogramm nötig. Die Software kann auch direkt vom USB-Stick gestartet werden.

Gibt es eine Mac- oder Linux-Version?

Aktuell nur Windows. Eine Mac/Linux-Version ist nicht geplant, da die Software für Windows-PCs in Ausbildungsbetrieben und Berufsschulen entwickelt wurde.

Technik

Windows Defender meldet einen Verdacht — ist die Software sicher?

Ja, die Software ist sicher. Die Meldung entsteht, weil die Software mit PyInstaller gebaut wurde und keine kommerzielle Code-Signatur hat. Das ist bei selbst entwickelten Open-Source-Programmen normal. Klicke bei der Windows-Warnung auf „Weitere Informationen" → „Trotzdem ausführen".

Meine Schule hat Einschränkungen beim Ausführen von .exe-Dateien. Was tun?

Das ist eine übliche Sicherheitseinstellung in Schulnetzwerken. Wende dich an den IT-Administrator und bitte darum, die Software freizugeben. Als Alternative kann sie auch auf privaten Laptops genutzt werden.

Kann ich die Software auf mehreren Rechnern installieren?

Ja, unbegrenzt. Einfach die .exe auf jeden Rechner kopieren — keine Lizenz, keine Aktivierung nötig.

Unterricht & Ausbildung

Kann ich die Software für Unterricht und Kurse nutzen?

Ja, ausdrücklich. Die Software darf für Unterrichtszwecke frei genutzt, vervielfältigt und auf Schulrechnern verteilt werden.

Für welche Berufe eignet sich die Software?

Für alle Berufsfelder mit Regelungstechnik-Inhalten: Elektroniker für Automatisierungstechnik, Mechatroniker, Anlagenmechaniker, sowie Techniker und Meister in der Automatisierungstechnik und Schülerinnen und Schüler im Lernfeld Regelungstechnik.

Wie zeige ich den Unterschied zwischen P- und PID-Regler im Unterricht?

Starte mit einem P-Regler und erhöhe den Sollwert — beobachte die bleibende Regelabweichung (x erreicht w nicht ganz). Wechsle dann zum PI-Regler — der Istwert erreicht den Sollwert vollständig. So wird der I-Anteil direkt sichtbar und erfahrbar.

Regelkreis-Theorie

Was ist der Unterschied zwischen 2-Punkt- und PID-Regler?

Ein 2-Punkt-Regler schaltet nur zwischen zwei Zuständen (an/aus, wie ein Thermostat) — die Regelgröße schwingt dabei immer um den Sollwert. Ein PID-Regler berechnet ein stufenloses Signal und kann die Regelgröße präzise und stabil halten.

Was bedeutet bleibende Regelabweichung?

Bei einem reinen P-Regler bleibt nach dem Einregelvorgang immer eine kleine Differenz zwischen Soll- und Istwert. Diese heißt bleibende Regelabweichung. Ein I-Anteil im Regler (PI oder PID) eliminiert sie vollständig.

Warum wird die Stellgröße in Volt angezeigt?

In realen Steuerungen überträgt der Regler sein Signal als Spannung (0–10 V) an ein Stellglied. 0 V = vollständig geschlossen/aus, 10 V = vollständig geöffnet/ein. Der Simulator zeigt das genau so, wie es in der Praxis ist.

Wird die Software weiterentwickelt?

Ja. Geplant sind weitere Anlagenmodelle (Druckbehälter, Drehzahlregelung), ein Vergleichsmodus für zwei Regler gleichzeitig und ein Bode-Diagramm für die Frequenzganganalyse.

Über die Software

Der Regelkreis-Simulator wurde entwickelt, um den Unterricht in der Regelungstechnik lebendiger zu machen. Ich bin Johannes Röding — ich entwickle Lernwerkzeuge für die technische Ausbildung.

Fragen, Feedback oder Fehlerberichte? Schreib mir an johannesroeding@gmail.com.