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.

    1.001–1.100 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
    1.001 50,05450,0519,2460,0147704,21000
    1.002 50,1450,0519,250,0147713,71000
    1.003 50,15450,0519,2540,0147723,31000
    1.004 50,2450,0519,2580,0147732,81000
    1.005 50,25450,0519,2620,0147742,21000
    1.006 50,3450,0519,2660,0147751,61000
    1.007 50,35450,0519,270,0147761,01000
    1.008 50,4450,0519,2740,0147770,31000
    1.009 50,45450,0519,2780,0147779,61000
    1.010 50,5450,0519,2820,0147788,91000
    1.011 50,55450,0519,2860,0147798,11000
    1.012 50,6450,0519,290,0147807,21000
    1.013 50,65450,0519,2940,0147816,41000
    1.014 50,7450,0519,2980,0147825,51000
    1.015 50,75450,0519,3020,0147834,51000
    1.016 50,8450,0519,3060,0147843,61000
    1.017 50,85450,0519,310,0147852,51000
    1.018 50,9450,0519,3140,0147861,51000
    1.019 50,95450,0519,3180,0147870,41000
    1.020 51,0450,0519,3220,0147879,31000
    1.021 51,05450,0519,3260,0147888,11000
    1.022 51,1450,0519,330,0147896,91000
    1.023 51,15450,0519,3340,0147905,71000
    1.024 51,2450,0519,3380,0147914,41000
    1.025 51,25450,0519,3420,0147923,11000
    1.026 51,3450,0519,3460,0147931,71000
    1.027 51,35450,0519,350,0147940,41000
    1.028 51,4450,0519,3540,0147948,91000
    1.029 51,45450,0519,3580,0147957,51000
    1.030 51,5450,0519,3620,0147966,01000
    1.031 51,55450,0519,3660,0147974,51000
    1.032 51,6450,0519,3710,0147982,91000
    1.033 51,65450,0519,3750,0147991,31000
    1.034 51,7450,0519,3790,0147999,71000
    1.035 51,75450,0519,3830,0148008,01000
    1.036 51,8450,0519,3870,0148016,31000
    1.037 51,85450,0519,3910,0148024,61000
    1.038 51,9450,0519,3950,0148032,81000
    1.039 51,95450,0519,3990,0148041,01000
    1.040 52,0450,0519,4030,0148049,21000
    1.041 52,05450,0519,4070,0148057,31000
    1.042 52,1450,0519,4110,0148065,41000
    1.043 52,15450,0519,4150,0148073,51000
    1.044 52,2450,0519,4190,0148081,51000
    1.045 52,25450,0519,4230,0148089,51000
    1.046 52,3450,0519,4270,0148097,41000
    1.047 52,35450,0519,4310,0148105,41000
    1.048 52,4450,0519,4350,0148113,31000
    1.049 52,45450,0519,4390,0148121,11000
    1.050 52,5450,0519,4430,0148129,01000
    1.051 52,55450,0519,4470,0148136,81000
    1.052 52,6450,0519,4510,0148144,51000
    1.053 52,65450,0519,4550,0148152,21000
    1.054 52,7450,0519,4590,0148159,91000
    1.055 52,75450,0519,4630,0148167,61000
    1.056 52,8450,0519,4670,0148175,21000
    1.057 52,85450,0519,4710,0148182,91000
    1.058 52,9450,0519,4750,0148190,41000
    1.059 52,95450,0519,4790,0148198,01000
    1.060 53,0450,0519,4830,0148205,51000
    1.061 53,05450,0519,4870,0148212,91000
    1.062 53,1450,0519,4910,0148220,41000
    1.063 53,15450,0519,4950,0148227,81000
    1.064 53,2450,0519,4990,0148235,21000
    1.065 53,25450,0519,5030,0148242,51000
    1.066 53,3450,0519,5070,0148249,91000
    1.067 53,35450,0519,5110,0148257,21000
    1.068 53,4450,0519,5150,0148264,41000
    1.069 53,45450,0519,5190,0148271,71000
    1.070 53,5450,0519,5230,0148278,91000
    1.071 53,55450,0519,5270,0148286,01000
    1.072 53,6450,0519,5310,0148293,21000
    1.073 53,65450,0519,5350,0148300,31000
    1.074 53,7450,0519,5390,0148307,41000
    1.075 53,75450,0519,5430,0148314,41000
    1.076 53,8450,0519,5470,0148321,41000
    1.077 53,85450,0519,5510,0148328,41000
    1.078 53,9450,0519,5550,0148335,41000
    1.079 53,95450,0519,5590,0148342,31000
    1.080 54,0450,0519,5630,0148349,21000
    1.081 54,05450,0519,5670,0148356,11000
    1.082 54,1450,0519,5710,0148363,01000
    1.083 54,15450,0519,5750,0148369,81000
    1.084 54,2450,0519,580,0148376,61000
    1.085 54,25450,0519,5840,0148383,31000
    1.086 54,3450,0519,5880,0148390,11000
    1.087 54,35450,0519,5920,0148396,81000
    1.088 54,4450,0519,5960,0148403,51000
    1.089 54,45450,0519,60,0148410,11000
    1.090 54,5450,0519,6040,0148416,71000
    1.091 54,55450,0519,6080,0148423,31000
    1.092 54,6450,0519,6120,0148429,91000
    1.093 54,65450,0519,6160,0148436,51000
    1.094 54,7450,0519,620,0148443,01000
    1.095 54,75450,0519,6240,0148449,51000
    1.096 54,8450,0519,6280,0148455,91000
    1.097 54,85450,0519,6320,0148462,41000
    1.098 54,9450,0519,6360,0148468,81000
    1.099 54,95450,0519,640,0148475,11000
    1.100 55,0450,0519,6440,0148481,51000

    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 →