Bachelor's Thesis

Web framework for virtual commissioning of industrial models

Final Thesis 2.62 MB Appendix 2.06 MB

Author of thesis: Filip Majchrák

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Jakub Arm, Ph.D.

Reviewer: Ing. Silvestr Vaculovič

Abstract:

This bachelor’s thesis focuses on the design and implementation of a 3D simulator intended for the visualization of automation processes controlled by a programmable logic controller (PLC). The aim of the thesis was to develop a clear and illustrative simulation tool enabling the visualization of technological processes, object movement, and sensor operation in a three-dimensional environment. The solution includes the simulation of PLC input and output signals and their connection to the visualized model. The resulting simulator can serve as an educational tool and as support for the design and testing of control algorithms in the field of industrial automation.

Keywords:

3D environment, automation simulation, PLC, JavaScript, process visualization, industrial automation, web technologies, digital model, 3D simulator, Three.js, Physijs

Date of defence

17.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student odprezentoval připravenou prezentaci a následně odpovídal na dva dotazy položené oponentem závěrečné práce. Komise se následně ptala na dotay. Jaké jsou možnosti rozšíření na další fyzikální enginy? Student obhájil bakalářskou práci. Komise neměla žádné námitky k řešené práci. V průběhu odborné rozpravy student odpověděl na dotazy

Language of thesis

Slovak

Faculty

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

Department

Department of Control and Instrumentation

Study programme

Automation and Measurement (BPC-AMT)

Composition of Committee

prof. Ing. Michal Prauzek, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Beneš, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Jakub Arm, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Fialka, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Petyovský, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Pohl, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Jakub Arm, Ph.D.

Student se v rámci své práce musel seznámit s problematikou tvorby webové aplikace v prostředí HTML a JavaScript spolu s 3D scénou. Dále s komunikacemi Modbus TCP a websocket.
Vytvořený webový 3D simulační framework je zdařilý a umožňuje nahrávat různé druhy simulátorů a propojit se softPLC. Plánem je využít tento nástroj při výuce programování PLC, přičemž kromě software pro PLC, už nebude potřeba instalace komerčního nástroje pro 3D simulátor.
Z formálního hlediska jsem nenašel závažné nedostatky. Popis knihoven a funkcí je místy krkolomný, ale text zpřehledňuje dodržené formátování.
Student pracoval po celou dobu samostatně, přičemž využíval konzultace v případě potřeby. Navíc se umístil ve studentské soutěži EEICT. Points proposed by supervisor: 94

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Silvestr Vaculovič

Práce navrhuje 3D simulátor založený na webových technologiích a propojuje jej se softPLC TwinCAT prostřednictvím protokolu Modbus TCP/IP. Řešení je zasazeno do kontextu virtuálního zprovoznění a digitálních dvojčat. V rešerši jsou důkladně prozkoumány průmyslové komunikační protokoly a webové technologie, včetně diskuse vhodnosti použití jednotlivých knihoven.

Architektura systému je vhodně navržena. Realizované řešení je dobře strukturováno. Vyhodnocení zpoždění komunikace, FPS a jitteru je přínosné a ukazuje potenciální limity při simulaci dynamičtějších aplikací.

Bakalářská práce splňuje zadání v plném rozsahu. Každý krok je dobře popsán. V práci se vyskytuje jeden překlep (str. 41). Úvodní popis protokolu Modbus TCP/IP je duplicitní v kapitolách 1.3.1 a 1.3.2. Topics for thesis defence:
  1. Jaké limity spatřujete v protokolu Modbus TCP/IP?
  2. Pro jaké typy úloh může být vaše řešení dále vhodné a kde vidíte jeho omezení?
Points proposed by reviewer: 90

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová