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.

    4.301–4.400 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
    4.301 215,05450,0532,6560,0150000,01000
    4.302 215,1450,0532,660,0150000,01000
    4.303 215,15450,0532,6640,0150000,01000
    4.304 215,2450,0532,6680,0150000,01000
    4.305 215,25450,0532,6720,0150000,01000
    4.306 215,3450,0532,6770,0150000,01000
    4.307 215,35450,0532,6810,0150000,01000
    4.308 215,4450,0532,6850,0150000,01000
    4.309 215,45450,0532,6890,0150000,01000
    4.310 215,5450,0532,6930,0150000,01000
    4.311 215,55450,0532,6970,0150000,01000
    4.312 215,6450,0532,7010,0150000,01000
    4.313 215,65450,0532,7050,0150000,01000
    4.314 215,7450,0532,7090,0150000,01000
    4.315 215,75450,0532,7130,0150000,01000
    4.316 215,8450,0532,7170,0150000,01000
    4.317 215,85450,0532,7210,0150000,01000
    4.318 215,9450,0532,7250,0150000,01000
    4.319 215,95450,0532,7290,0150000,01000
    4.320 216,0450,0532,7340,0150000,01000
    4.321 216,05450,0532,7380,0150000,01000
    4.322 216,1450,0532,7420,0150000,01000
    4.323 216,15450,0532,7460,0150000,01000
    4.324 216,2450,0532,750,0150000,01000
    4.325 216,25450,0532,7540,0150000,01000
    4.326 216,3450,0532,7580,0150000,01000
    4.327 216,35450,0532,7620,0150000,01000
    4.328 216,4450,0532,7660,0150000,01000
    4.329 216,45450,0532,770,0150000,01000
    4.330 216,5450,0532,7740,0150000,01000
    4.331 216,55450,0532,7780,0150000,01000
    4.332 216,6450,0532,7820,0150000,01000
    4.333 216,65450,0532,7860,0150000,01000
    4.334 216,7450,0532,790,0150000,01000
    4.335 216,75450,0532,7950,0150000,01000
    4.336 216,8450,0532,7990,0150000,01000
    4.337 216,85450,0532,8030,0150000,01000
    4.338 216,9450,0532,8070,0150000,01000
    4.339 216,95450,0532,8110,0150000,01000
    4.340 217,0450,0532,8150,0150000,01000
    4.341 217,05450,0532,8190,0150000,01000
    4.342 217,1450,0532,8230,0150000,01000
    4.343 217,15450,0532,8270,0150000,01000
    4.344 217,2450,0532,8310,0150000,01000
    4.345 217,25450,0532,8350,0150000,01000
    4.346 217,3450,0532,8390,0150000,01000
    4.347 217,35450,0532,8430,0150000,01000
    4.348 217,4450,0532,8470,0150000,01000
    4.349 217,45450,0532,8510,0150000,01000
    4.350 217,5450,0532,8560,0150000,01000
    4.351 217,55450,0532,860,0150000,01000
    4.352 217,6450,0532,8640,0150000,01000
    4.353 217,65450,0532,8680,0150000,01000
    4.354 217,7450,0532,8720,0150000,01000
    4.355 217,75450,0532,8760,0150000,01000
    4.356 217,8450,0532,880,0150000,01000
    4.357 217,85450,0532,8840,0150000,01000
    4.358 217,9450,0532,8880,0150000,01000
    4.359 217,95450,0532,8920,0150000,01000
    4.360 218,0450,0532,8960,0150000,01000
    4.361 218,05450,0532,90,0150000,01000
    4.362 218,1450,0532,9040,0150000,01000
    4.363 218,15450,0532,9080,0150000,01000
    4.364 218,2450,0532,9130,0150000,01000
    4.365 218,25450,0532,9170,0150000,01000
    4.366 218,3450,0532,9210,0150000,01000
    4.367 218,35450,0532,9250,0150000,01000
    4.368 218,4450,0532,9290,0150000,01000
    4.369 218,45450,0532,9330,0150000,01000
    4.370 218,5450,0532,9370,0150000,01000
    4.371 218,55450,0532,9410,0150000,01000
    4.372 218,6450,0532,9450,0150000,01000
    4.373 218,65450,0532,9490,0150000,01000
    4.374 218,7450,0532,9530,0150000,01000
    4.375 218,75450,0532,9570,0150000,01000
    4.376 218,8450,0532,9610,0150000,01000
    4.377 218,85450,0532,9650,0150000,01000
    4.378 218,9450,0532,9690,0150000,01000
    4.379 218,95450,0532,9740,0150000,01000
    4.380 219,0450,0532,9780,0150000,01000
    4.381 219,05450,0532,9820,0150000,01000
    4.382 219,1450,0532,9860,0150000,01000
    4.383 219,15450,0532,990,0150000,01000
    4.384 219,2450,0532,9940,0150000,01000
    4.385 219,25450,0532,9980,0150000,01000
    4.386 219,3450,0533,0020,0150000,01000
    4.387 219,35450,0533,0060,0150000,01000
    4.388 219,4450,0533,010,0150000,01000
    4.389 219,45450,0533,0140,0150000,01000
    4.390 219,5450,0533,0180,0150000,01000
    4.391 219,55450,0533,0220,0150000,01000
    4.392 219,6450,0533,0260,0150000,01000
    4.393 219,65450,0533,030,0150000,01000
    4.394 219,7450,0533,0350,0150000,01000
    4.395 219,75450,0533,0390,0150000,01000
    4.396 219,8450,0533,0430,0150000,01000
    4.397 219,85450,0533,0470,0150000,01000
    4.398 219,9450,0533,0510,0150000,01000
    4.399 219,95450,0533,0550,0150000,01000
    4.400 220,0450,0533,0590,0150000,01000

    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 →