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.

    2.201–2.300 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
    2.201 110,05450,0524,1130,0149984,71000
    2.202 110,1450,0524,1170,0149984,81000
    2.203 110,15450,0524,1210,0149984,81000
    2.204 110,2450,0524,1250,0149984,91000
    2.205 110,25450,0524,1290,0149984,91000
    2.206 110,3450,0524,1340,0149985,01000
    2.207 110,35450,0524,1380,0149985,11000
    2.208 110,4450,0524,1420,0149985,11000
    2.209 110,45450,0524,1460,0149985,21000
    2.210 110,5450,0524,150,0149985,31000
    2.211 110,55450,0524,1540,0149985,31000
    2.212 110,6450,0524,1580,0149985,41000
    2.213 110,65450,0524,1620,0149985,41000
    2.214 110,7450,0524,1660,0149985,51000
    2.215 110,75450,0524,170,0149985,61000
    2.216 110,8450,0524,1740,0149985,61000
    2.217 110,85450,0524,1780,0149985,71000
    2.218 110,9450,0524,1820,0149985,71000
    2.219 110,95450,0524,1860,0149985,81000
    2.220 111,0450,0524,190,0149985,91000
    2.221 111,05450,0524,1950,0149985,91000
    2.222 111,1450,0524,1990,0149986,01000
    2.223 111,15450,0524,2030,0149986,01000
    2.224 111,2450,0524,2070,0149986,11000
    2.225 111,25450,0524,2110,0149986,21000
    2.226 111,3450,0524,2150,0149986,21000
    2.227 111,35450,0524,2190,0149986,31000
    2.228 111,4450,0524,2230,0149986,31000
    2.229 111,45450,0524,2270,0149986,41000
    2.230 111,5450,0524,2310,0149986,41000
    2.231 111,55450,0524,2350,0149986,51000
    2.232 111,6450,0524,2390,0149986,61000
    2.233 111,65450,0524,2430,0149986,61000
    2.234 111,7450,0524,2470,0149986,71000
    2.235 111,75450,0524,2520,0149986,71000
    2.236 111,8450,0524,2560,0149986,81000
    2.237 111,85450,0524,260,0149986,81000
    2.238 111,9450,0524,2640,0149986,91000
    2.239 111,95450,0524,2680,0149986,91000
    2.240 112,0450,0524,2720,0149987,01000
    2.241 112,05450,0524,2760,0149987,01000
    2.242 112,1450,0524,280,0149987,11000
    2.243 112,15450,0524,2840,0149987,21000
    2.244 112,2450,0524,2880,0149987,21000
    2.245 112,25450,0524,2920,0149987,31000
    2.246 112,3450,0524,2960,0149987,31000
    2.247 112,35450,0524,30,0149987,41000
    2.248 112,4450,0524,3040,0149987,41000
    2.249 112,45450,0524,3080,0149987,51000
    2.250 112,5450,0524,3130,0149987,51000
    2.251 112,55450,0524,3170,0149987,61000
    2.252 112,6450,0524,3210,0149987,61000
    2.253 112,65450,0524,3250,0149987,71000
    2.254 112,7450,0524,3290,0149987,71000
    2.255 112,75450,0524,3330,0149987,81000
    2.256 112,8450,0524,3370,0149987,81000
    2.257 112,85450,0524,3410,0149987,91000
    2.258 112,9450,0524,3450,0149987,91000
    2.259 112,95450,0524,3490,0149988,01000
    2.260 113,0450,0524,3530,0149988,01000
    2.261 113,05450,0524,3570,0149988,11000
    2.262 113,1450,0524,3610,0149988,11000
    2.263 113,15450,0524,3650,0149988,21000
    2.264 113,2450,0524,3690,0149988,21000
    2.265 113,25450,0524,3740,0149988,31000
    2.266 113,3450,0524,3780,0149988,31000
    2.267 113,35450,0524,3820,0149988,41000
    2.268 113,4450,0524,3860,0149988,41000
    2.269 113,45450,0524,390,0149988,51000
    2.270 113,5450,0524,3940,0149988,51000
    2.271 113,55450,0524,3980,0149988,61000
    2.272 113,6450,0524,4020,0149988,61000
    2.273 113,65450,0524,4060,0149988,71000
    2.274 113,7450,0524,410,0149988,71000
    2.275 113,75450,0524,4140,0149988,81000
    2.276 113,8450,0524,4180,0149988,81000
    2.277 113,85450,0524,4220,0149988,91000
    2.278 113,9450,0524,4260,0149988,91000
    2.279 113,95450,0524,430,0149988,91000
    2.280 114,0450,0524,4350,0149989,01000
    2.281 114,05450,0524,4390,0149989,01000
    2.282 114,1450,0524,4430,0149989,11000
    2.283 114,15450,0524,4470,0149989,11000
    2.284 114,2450,0524,4510,0149989,21000
    2.285 114,25450,0524,4550,0149989,21000
    2.286 114,3450,0524,4590,0149989,31000
    2.287 114,35450,0524,4630,0149989,31000
    2.288 114,4450,0524,4670,0149989,41000
    2.289 114,45450,0524,4710,0149989,41000
    2.290 114,5450,0524,4750,0149989,41000
    2.291 114,55450,0524,4790,0149989,51000
    2.292 114,6450,0524,4830,0149989,51000
    2.293 114,65450,0524,4870,0149989,61000
    2.294 114,7450,0524,4920,0149989,61000
    2.295 114,75450,0524,4960,0149989,71000
    2.296 114,8450,0524,50,0149989,71000
    2.297 114,85450,0524,5040,0149989,71000
    2.298 114,9450,0524,5080,0149989,81000
    2.299 114,95450,0524,5120,0149989,81000
    2.300 115,0450,0524,5160,0149989,91000

    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 →