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.

    1.601–1.700 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
    1.601 80,05450,0521,6730,0149812,51000
    1.602 80,1450,0521,6770,0149813,31000
    1.603 80,15450,0521,6820,0149814,11000
    1.604 80,2450,0521,6860,0149814,91000
    1.605 80,25450,0521,690,0149815,61000
    1.606 80,3450,0521,6940,0149816,41000
    1.607 80,35450,0521,6980,0149817,21000
    1.608 80,4450,0521,7020,0149817,91000
    1.609 80,45450,0521,7060,0149818,71000
    1.610 80,5450,0521,710,0149819,41000
    1.611 80,55450,0521,7140,0149820,21000
    1.612 80,6450,0521,7180,0149820,91000
    1.613 80,65450,0521,7220,0149821,71000
    1.614 80,7450,0521,7260,0149822,41000
    1.615 80,75450,0521,730,0149823,21000
    1.616 80,8450,0521,7340,0149823,91000
    1.617 80,85450,0521,7380,0149824,61000
    1.618 80,9450,0521,7430,0149825,41000
    1.619 80,95450,0521,7470,0149826,11000
    1.620 81,0450,0521,7510,0149826,81000
    1.621 81,05450,0521,7550,0149827,51000
    1.622 81,1450,0521,7590,0149828,31000
    1.623 81,15450,0521,7630,0149829,01000
    1.624 81,2450,0521,7670,0149829,71000
    1.625 81,25450,0521,7710,0149830,41000
    1.626 81,3450,0521,7750,0149831,11000
    1.627 81,35450,0521,7790,0149831,81000
    1.628 81,4450,0521,7830,0149832,51000
    1.629 81,45450,0521,7870,0149833,21000
    1.630 81,5450,0521,7910,0149833,91000
    1.631 81,55450,0521,7950,0149834,61000
    1.632 81,6450,0521,7990,0149835,31000
    1.633 81,65450,0521,8030,0149836,01000
    1.634 81,7450,0521,8080,0149836,71000
    1.635 81,75450,0521,8120,0149837,31000
    1.636 81,8450,0521,8160,0149838,01000
    1.637 81,85450,0521,820,0149838,71000
    1.638 81,9450,0521,8240,0149839,41000
    1.639 81,95450,0521,8280,0149840,01000
    1.640 82,0450,0521,8320,0149840,71000
    1.641 82,05450,0521,8360,0149841,41000
    1.642 82,1450,0521,840,0149842,01000
    1.643 82,15450,0521,8440,0149842,71000
    1.644 82,2450,0521,8480,0149843,31000
    1.645 82,25450,0521,8520,0149844,01000
    1.646 82,3450,0521,8560,0149844,61000
    1.647 82,35450,0521,860,0149845,31000
    1.648 82,4450,0521,8640,0149845,91000
    1.649 82,45450,0521,8680,0149846,61000
    1.650 82,5450,0521,8730,0149847,21000
    1.651 82,55450,0521,8770,0149847,91000
    1.652 82,6450,0521,8810,0149848,51000
    1.653 82,65450,0521,8850,0149849,11000
    1.654 82,7450,0521,8890,0149849,71000
    1.655 82,75450,0521,8930,0149850,41000
    1.656 82,8450,0521,8970,0149851,01000
    1.657 82,85450,0521,9010,0149851,61000
    1.658 82,9450,0521,9050,0149852,21000
    1.659 82,95450,0521,9090,0149852,91000
    1.660 83,0450,0521,9130,0149853,51000
    1.661 83,05450,0521,9170,0149854,11000
    1.662 83,1450,0521,9210,0149854,71000
    1.663 83,15450,0521,9250,0149855,31000
    1.664 83,2450,0521,9290,0149855,91000
    1.665 83,25450,0521,9340,0149856,51000
    1.666 83,3450,0521,9380,0149857,11000
    1.667 83,35450,0521,9420,0149857,71000
    1.668 83,4450,0521,9460,0149858,31000
    1.669 83,45450,0521,950,0149858,91000
    1.670 83,5450,0521,9540,0149859,51000
    1.671 83,55450,0521,9580,0149860,01000
    1.672 83,6450,0521,9620,0149860,61000
    1.673 83,65450,0521,9660,0149861,21000
    1.674 83,7450,0521,970,0149861,81000
    1.675 83,75450,0521,9740,0149862,41000
    1.676 83,8450,0521,9780,0149862,91000
    1.677 83,85450,0521,9820,0149863,51000
    1.678 83,9450,0521,9860,0149864,11000
    1.679 83,95450,0521,990,0149864,61000
    1.680 84,0450,0521,9940,0149865,21000
    1.681 84,05450,0521,9990,0149865,81000
    1.682 84,1450,0522,0030,0149866,31000
    1.683 84,15450,0522,0070,0149866,91000
    1.684 84,2450,0522,0110,0149867,41000
    1.685 84,25450,0522,0150,0149868,01000
    1.686 84,3450,0522,0190,0149868,51000
    1.687 84,35450,0522,0230,0149869,11000
    1.688 84,4450,0522,0270,0149869,61000
    1.689 84,45450,0522,0310,0149870,21000
    1.690 84,5450,0522,0350,0149870,71000
    1.691 84,55450,0522,0390,0149871,31000
    1.692 84,6450,0522,0430,0149871,81000
    1.693 84,65450,0522,0470,0149872,31000
    1.694 84,7450,0522,0510,0149872,91000
    1.695 84,75450,0522,0550,0149873,41000
    1.696 84,8450,0522,060,0149873,91000
    1.697 84,85450,0522,0640,0149874,41000
    1.698 84,9450,0522,0680,0149875,01000
    1.699 84,95450,0522,0720,0149875,51000
    1.700 85,0450,0522,0760,0149876,01000

    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 →