Messreihe · Kapitel 10

Szenario 2 — Aufheizen mit PT1-Verhalten

Sprung auf 150 kW Heizleistung, Zeitkonstante 12 s. Erreicht 63,3 % bei t = τ und 95,1 % bei 3τ; mittlere Abweichung zur analytischen Lösung 0,040 %.

Szenario
2 Heizen
Erwartung (Kriterium)
Aufheizrate 0,0814 K/s; PT1 63,2 % bei τ, 95,0 % bei 3τ
Messung
63,3 % bei τ, 95,1 % bei 3τ; mittlere Abweichung 0,040 % der Maximalleistung
Ergebnis
bestanden
Zeilen
6.000
Zeitbereich
0,05–300,00 s
Zeitschritt
Δt = 0,05 s
Spalten
9
CSV herunterladen Zum Kapitel: Kapitel 10 — Fünf Testszenarien

Zeitverläufe

Jede Größe steht mit eigener Achse und Einheit in einem eigenen Feld, alle teilen sich die Zeitachse. Die Sensorbits erscheinen als Stufenlinie. Ein Klick auf die Legende blendet eine Größe ein oder aus.

Zeitverläufe der Messreihe

Diagramm wird aufgebaut …

Größen (Klick blendet ein oder aus)

    Bedienung: ← → Cursor bewegen (mit ⇧ zehnfach) · Pos1 Ende an den Rand · + − zoomen · Bild↑ Bild↓ verschieben · 0 ganze Reihe · Esc Cursor entfernen. Mit der Maus einen Bereich aufziehen, um hineinzuzoomen. Werte am Cursor sind Werte des nächstgelegenen gezeichneten Messpunkts; bei starker Verkleinerung zeigt das Diagramm je Bildpunktbereich Minimum und Maximum, damit einzelne Spitzen sichtbar bleiben. Exakte Werte: hineinzoomen oder die Tabellen nutzen.

    Spaltenbeschreibung

    Name und Einheit stammen aus der Kopfzeile der CSV-Datei; die Bedeutung folgt dem Heiztankmodell (Kapitel 8) und der Aufzeichnung (Kapitel 10).

    Spalten der Messreihe — Szenario 2 — Aufheizen mit PT1-Verhalten
    Nr.Spalte (CSV-Kopf) EinheitArtBedeutung
    1 Zeit (s) s Zeitachse Zeitstempel der Zeile (Modellzeit); eine Zeile je Rechenschritt mit Δt = 0,05 s.
    2 Füllstand (l) l Prozessgröße Wasserfüllstand im Tank (Tankvolumen 0,5 m³ = 500 l).
    3 Temperatur (°C) °C Prozessgröße Wassertemperatur, berechnet aus Energie und Wassermasse.
    4 Druck (bar) bar Prozessgröße Druck im Kopfraum (Dampf und Luft, Teildrücke addiert).
    5 Heizleistung (W) W Prozessgröße Aktuell wirkende Heizleistung (PT1-Verzögerung, τ = 12 s, bis 150 kW).
    6 B1 Füllstand max — Sensorbit (0/1) Melder oberer Füllstand: 1 ab 450 l, sonst 0.
    7 B2 Füllstand min — Sensorbit (0/1) Melder unterer Füllstand: 1 bei höchstens 50 l, sonst 0.
    8 B3 Temperatur ≥95 °C — Sensorbit (0/1) Melder Temperatur: 1 ab 95 °C, sonst 0.
    9 B4 Druck ≥2,8 bar — Sensorbit (0/1) Melder Druck: 1 ab 2,8 bar, sonst 0.

    Kennzahlen der Messreihe

    Alle Kennzahlen sind aus den Zeilen der CSV-Datei berechnet (über die gesamte Reihe, ohne Glättung) und beschreiben nur diesen einen Lauf. Sie sind keine Aussage über einen realen Tank.

    6.000Zeilen (Rechenschritte)
    300,00sabgedeckte Zeit
    0,05sZeitschritt Δt
    8aufgezeichnete Größen
    Kennzahlen je Prozessgröße — Szenario 2 — Aufheizen mit PT1-Verhalten
    GrößeEinheit AnzahlMinimum MaximumMittelwert AnfangswertEndwert
    Füllstand l 6.000 450,05konstant 450,05 450,050 450,05 450,05
    Temperatur °C 6.000 16,131t = 0,05 s 39,568t = 300,00 s 27,4043 16,131 39,568
    Druck bar 6.000 0,0000t = 0,30 s 0,0072t = 0,05 s 0,0000 0,0072 0,0000
    Heizleistung W 6.000 625,0t = 0,05 s 150.000,0t = 178,60 s 144.025,00 625,0 150.000,0

    Bei Extremwerten steht darunter der Zeitpunkt der ersten Zeile mit diesem Wert. Der Mittelwert ist der einfache Mittelwert über alle Zeilen (gleiche Zeitschritte).

    Sensorbits: Schaltzeitpunkte — Szenario 2 — Aufheizen mit PT1-Verhalten
    Sensorbit Zeilen mit 1 Anteil erste 1 bei danach wieder 0 bei Wechsel
    B1 Füllstand max 6.000 100,000 % 0,05 serste Zeile — 0
    B2 Füllstand min 0 0,000 % — — 0
    B3 Temperatur ≥95 °C 0 0,000 % — — 0
    B4 Druck ≥2,8 bar 0 0,000 % — — 0

    1 bedeutet: Melder aktiv (Schwelle erreicht), 0: nicht aktiv (Kapitel 8). „Wechsel“ zählt die Zeilen, in denen sich der Wert gegenüber der Vorzeile ändert.

    Messwerte

    Alle Zeilen der CSV-Datei, unverändert und je Seite 100 Zeilen. Suchen und Sortieren laufen auf dem Server, zu einer Zeile oder Zeit lässt sich springen. „Nr.“ ist eine laufende Zeilennummer und nicht Teil der CSV.

    2.001–2.100 von 6.000 Zeilen CSV herunterladen
    Messwerte — Szenario 2 — Aufheizen mit PT1-Verhalten
    Nr. Zeit (s) Füllstand (l) Temperatur (°C) Druck (bar) Heizleistung (W) B1 Füllstand max B2 Füllstand min B3 Temperatur ≥95 °C B4 Druck ≥2,8 bar
    2.001 100,05450,0523,30,0149964,71000
    2.002 100,1450,0523,3040,0149964,91000
    2.003 100,15450,0523,3080,0149965,01000
    2.004 100,2450,0523,3120,0149965,21000
    2.005 100,25450,0523,3160,0149965,31000
    2.006 100,3450,0523,320,0149965,41000
    2.007 100,35450,0523,3240,0149965,61000
    2.008 100,4450,0523,3280,0149965,71000
    2.009 100,45450,0523,3320,0149965,91000
    2.010 100,5450,0523,3360,0149966,01000
    2.011 100,55450,0523,340,0149966,21000
    2.012 100,6450,0523,3440,0149966,31000
    2.013 100,65450,0523,3490,0149966,41000
    2.014 100,7450,0523,3530,0149966,61000
    2.015 100,75450,0523,3570,0149966,71000
    2.016 100,8450,0523,3610,0149966,91000
    2.017 100,85450,0523,3650,0149967,01000
    2.018 100,9450,0523,3690,0149967,11000
    2.019 100,95450,0523,3730,0149967,31000
    2.020 101,0450,0523,3770,0149967,41000
    2.021 101,05450,0523,3810,0149967,51000
    2.022 101,1450,0523,3850,0149967,71000
    2.023 101,15450,0523,3890,0149967,81000
    2.024 101,2450,0523,3930,0149967,91000
    2.025 101,25450,0523,3970,0149968,11000
    2.026 101,3450,0523,4010,0149968,21000
    2.027 101,35450,0523,4050,0149968,31000
    2.028 101,4450,0523,410,0149968,51000
    2.029 101,45450,0523,4140,0149968,61000
    2.030 101,5450,0523,4180,0149968,71000
    2.031 101,55450,0523,4220,0149968,91000
    2.032 101,6450,0523,4260,0149969,01000
    2.033 101,65450,0523,430,0149969,11000
    2.034 101,7450,0523,4340,0149969,31000
    2.035 101,75450,0523,4380,0149969,41000
    2.036 101,8450,0523,4420,0149969,51000
    2.037 101,85450,0523,4460,0149969,61000
    2.038 101,9450,0523,450,0149969,81000
    2.039 101,95450,0523,4540,0149969,91000
    2.040 102,0450,0523,4580,0149970,01000
    2.041 102,05450,0523,4620,0149970,11000
    2.042 102,1450,0523,4660,0149970,31000
    2.043 102,15450,0523,4710,0149970,41000
    2.044 102,2450,0523,4750,0149970,51000
    2.045 102,25450,0523,4790,0149970,61000
    2.046 102,3450,0523,4830,0149970,81000
    2.047 102,35450,0523,4870,0149970,91000
    2.048 102,4450,0523,4910,0149971,01000
    2.049 102,45450,0523,4950,0149971,11000
    2.050 102,5450,0523,4990,0149971,21000
    2.051 102,55450,0523,5030,0149971,41000
    2.052 102,6450,0523,5070,0149971,51000
    2.053 102,65450,0523,5110,0149971,61000
    2.054 102,7450,0523,5150,0149971,71000
    2.055 102,75450,0523,5190,0149971,81000
    2.056 102,8450,0523,5230,0149972,01000
    2.057 102,85450,0523,5270,0149972,11000
    2.058 102,9450,0523,5320,0149972,21000
    2.059 102,95450,0523,5360,0149972,31000
    2.060 103,0450,0523,540,0149972,41000
    2.061 103,05450,0523,5440,0149972,51000
    2.062 103,1450,0523,5480,0149972,61000
    2.063 103,15450,0523,5520,0149972,81000
    2.064 103,2450,0523,5560,0149972,91000
    2.065 103,25450,0523,560,0149973,01000
    2.066 103,3450,0523,5640,0149973,11000
    2.067 103,35450,0523,5680,0149973,21000
    2.068 103,4450,0523,5720,0149973,31000
    2.069 103,45450,0523,5760,0149973,41000
    2.070 103,5450,0523,580,0149973,51000
    2.071 103,55450,0523,5840,0149973,71000
    2.072 103,6450,0523,5880,0149973,81000
    2.073 103,65450,0523,5930,0149973,91000
    2.074 103,7450,0523,5970,0149974,01000
    2.075 103,75450,0523,6010,0149974,11000
    2.076 103,8450,0523,6050,0149974,21000
    2.077 103,85450,0523,6090,0149974,31000
    2.078 103,9450,0523,6130,0149974,41000
    2.079 103,95450,0523,6170,0149974,51000
    2.080 104,0450,0523,6210,0149974,61000
    2.081 104,05450,0523,6250,0149974,71000
    2.082 104,1450,0523,6290,0149974,81000
    2.083 104,15450,0523,6330,0149974,91000
    2.084 104,2450,0523,6370,0149975,01000
    2.085 104,25450,0523,6410,0149975,21000
    2.086 104,3450,0523,6450,0149975,31000
    2.087 104,35450,0523,6490,0149975,41000
    2.088 104,4450,0523,6540,0149975,51000
    2.089 104,45450,0523,6580,0149975,61000
    2.090 104,5450,0523,6620,0149975,71000
    2.091 104,55450,0523,6660,0149975,81000
    2.092 104,6450,0523,670,0149975,91000
    2.093 104,65450,0523,6740,0149976,01000
    2.094 104,7450,0523,6780,0149976,11000
    2.095 104,75450,0523,6820,0149976,21000
    2.096 104,8450,0523,6860,0149976,31000
    2.097 104,85450,0523,690,0149976,41000
    2.098 104,9450,0523,6940,0149976,51000
    2.099 104,95450,0523,6980,0149976,61000
    2.100 105,0450,0523,7020,0149976,71000

    Quelle und Zitierhinweis

    Datenquelle: Eigene Messreihe, aufgezeichnet an der Modellfunktion compute_step (Schrittweite Δt = 0,05 s) laut Versuchsprotokoll der Bachelorarbeit (2026); Aufbau und Auswertung siehe Kapitel 10 — Fünf Testszenarien.

    Zitierhinweis

    Kotsch, A. H. (2026): Datensatz „Szenario 2 — Aufheizen mit PT1-Verhalten“ (6.000 Zeilen, Zeit 0,05–300,00 s). Anhang zur Bachelorarbeit „Digitale Zwillinge für SPS-gekoppelte Laboranlagen“, Duale Hochschule Sachsen — Studienakademie Glauchau. https://bachelorarbeit.kotsch.tech/de/daten/szenario-2-heizen (abgerufen am 30.09.2026).

    Grenzen der Aussage
    • Einordnung (Kapitel 10): Die Abweichungen sind mit dem Diskretisierungsfehler des Euler-Verfahrens vereinbar.
    • Grenze: Die Erwartung verwendet dieselben Parameter (τ = 12 s, 150 kW); geprüft ist die Umsetzung der Gleichungen, nicht ihre Übereinstimmung mit einem realen Heizglied.
    • Die Erwartungswerte stammen aus Handrechnung und analytischer Lösung mit den Parametern des Modells; eine Übereinstimmung belegt die richtige Umsetzung, nicht die Treffsicherheit gegenüber einem realen Tank. Jedes Szenario deckt nur einen Lauf mit festgelegten Randbedingungen ab. (Kapitel 10)
    • Ohne Messdaten eines realen Tanks bleibt die Validierung auf interne Konsistenz beschränkt. (Kapitel 11)

    Weitere Datensätze

    16 Zeilen · 2 Spalten Kennzahlen der Plattform Ansehen → 3.000 Zeilen · 9 Spalten Szenario 1 — Befüllung Ansehen → 25.809 Zeilen · 9 Spalten Szenario 3 — Druckaufbau und Entlüftung Ansehen → 2.200 Zeilen · 9 Spalten Szenario 4 — Entleeren Ansehen → 1.200 Zeilen · 9 Spalten Szenario 5 — Grenzfall leerer Tank Ansehen → 5 Zeilen · 4 Spalten Fünf Testszenarien — Erwartung gegen Messung Ansehen →