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.

    1.701–1.800 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
    1.701 85,05450,0522,080,0149876,51000
    1.702 85,1450,0522,0840,0149877,01000
    1.703 85,15450,0522,0880,0149877,51000
    1.704 85,2450,0522,0920,0149878,11000
    1.705 85,25450,0522,0960,0149878,61000
    1.706 85,3450,0522,10,0149879,11000
    1.707 85,35450,0522,1040,0149879,61000
    1.708 85,4450,0522,1080,0149880,11000
    1.709 85,45450,0522,1120,0149880,61000
    1.710 85,5450,0522,1160,0149881,11000
    1.711 85,55450,0522,120,0149881,61000
    1.712 85,6450,0522,1250,0149882,11000
    1.713 85,65450,0522,1290,0149882,61000
    1.714 85,7450,0522,1330,0149883,01000
    1.715 85,75450,0522,1370,0149883,51000
    1.716 85,8450,0522,1410,0149884,01000
    1.717 85,85450,0522,1450,0149884,51000
    1.718 85,9450,0522,1490,0149885,01000
    1.719 85,95450,0522,1530,0149885,51000
    1.720 86,0450,0522,1570,0149885,91000
    1.721 86,05450,0522,1610,0149886,41000
    1.722 86,1450,0522,1650,0149886,91000
    1.723 86,15450,0522,1690,0149887,41000
    1.724 86,2450,0522,1730,0149887,81000
    1.725 86,25450,0522,1770,0149888,31000
    1.726 86,3450,0522,1810,0149888,81000
    1.727 86,35450,0522,1860,0149889,21000
    1.728 86,4450,0522,190,0149889,71000
    1.729 86,45450,0522,1940,0149890,11000
    1.730 86,5450,0522,1980,0149890,61000
    1.731 86,55450,0522,2020,0149891,11000
    1.732 86,6450,0522,2060,0149891,51000
    1.733 86,65450,0522,210,0149892,01000
    1.734 86,7450,0522,2140,0149892,41000
    1.735 86,75450,0522,2180,0149892,91000
    1.736 86,8450,0522,2220,0149893,31000
    1.737 86,85450,0522,2260,0149893,81000
    1.738 86,9450,0522,230,0149894,21000
    1.739 86,95450,0522,2340,0149894,61000
    1.740 87,0450,0522,2380,0149895,11000
    1.741 87,05450,0522,2420,0149895,51000
    1.742 87,1450,0522,2460,0149895,91000
    1.743 87,15450,0522,2510,0149896,41000
    1.744 87,2450,0522,2550,0149896,81000
    1.745 87,25450,0522,2590,0149897,21000
    1.746 87,3450,0522,2630,0149897,71000
    1.747 87,35450,0522,2670,0149898,11000
    1.748 87,4450,0522,2710,0149898,51000
    1.749 87,45450,0522,2750,0149898,91000
    1.750 87,5450,0522,2790,0149899,41000
    1.751 87,55450,0522,2830,0149899,81000
    1.752 87,6450,0522,2870,0149900,21000
    1.753 87,65450,0522,2910,0149900,61000
    1.754 87,7450,0522,2950,0149901,01000
    1.755 87,75450,0522,2990,0149901,41000
    1.756 87,8450,0522,3030,0149901,91000
    1.757 87,85450,0522,3070,0149902,31000
    1.758 87,9450,0522,3120,0149902,71000
    1.759 87,95450,0522,3160,0149903,11000
    1.760 88,0450,0522,320,0149903,51000
    1.761 88,05450,0522,3240,0149903,91000
    1.762 88,1450,0522,3280,0149904,31000
    1.763 88,15450,0522,3320,0149904,71000
    1.764 88,2450,0522,3360,0149905,11000
    1.765 88,25450,0522,340,0149905,51000
    1.766 88,3450,0522,3440,0149905,91000
    1.767 88,35450,0522,3480,0149906,31000
    1.768 88,4450,0522,3520,0149906,71000
    1.769 88,45450,0522,3560,0149907,01000
    1.770 88,5450,0522,360,0149907,41000
    1.771 88,55450,0522,3640,0149907,81000
    1.772 88,6450,0522,3680,0149908,21000
    1.773 88,65450,0522,3730,0149908,61000
    1.774 88,7450,0522,3770,0149909,01000
    1.775 88,75450,0522,3810,0149909,31000
    1.776 88,8450,0522,3850,0149909,71000
    1.777 88,85450,0522,3890,0149910,11000
    1.778 88,9450,0522,3930,0149910,51000
    1.779 88,95450,0522,3970,0149910,81000
    1.780 89,0450,0522,4010,0149911,21000
    1.781 89,05450,0522,4050,0149911,61000
    1.782 89,1450,0522,4090,0149912,01000
    1.783 89,15450,0522,4130,0149912,31000
    1.784 89,2450,0522,4170,0149912,71000
    1.785 89,25450,0522,4210,0149913,01000
    1.786 89,3450,0522,4250,0149913,41000
    1.787 89,35450,0522,4290,0149913,81000
    1.788 89,4450,0522,4340,0149914,11000
    1.789 89,45450,0522,4380,0149914,51000
    1.790 89,5450,0522,4420,0149914,81000
    1.791 89,55450,0522,4460,0149915,21000
    1.792 89,6450,0522,450,0149915,61000
    1.793 89,65450,0522,4540,0149915,91000
    1.794 89,7450,0522,4580,0149916,31000
    1.795 89,75450,0522,4620,0149916,61000
    1.796 89,8450,0522,4660,0149917,01000
    1.797 89,85450,0522,470,0149917,31000
    1.798 89,9450,0522,4740,0149917,61000
    1.799 89,95450,0522,4780,0149918,01000
    1.800 90,0450,0522,4820,0149918,31000

    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 →