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.

    2.301–2.400 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
    2.301 115,05450,0524,520,0149989,91000
    2.302 115,1450,0524,5240,0149990,01000
    2.303 115,15450,0524,5280,0149990,01000
    2.304 115,2450,0524,5320,0149990,01000
    2.305 115,25450,0524,5360,0149990,11000
    2.306 115,3450,0524,540,0149990,11000
    2.307 115,35450,0524,5440,0149990,21000
    2.308 115,4450,0524,5480,0149990,21000
    2.309 115,45450,0524,5530,0149990,21000
    2.310 115,5450,0524,5570,0149990,31000
    2.311 115,55450,0524,5610,0149990,31000
    2.312 115,6450,0524,5650,0149990,41000
    2.313 115,65450,0524,5690,0149990,41000
    2.314 115,7450,0524,5730,0149990,41000
    2.315 115,75450,0524,5770,0149990,51000
    2.316 115,8450,0524,5810,0149990,51000
    2.317 115,85450,0524,5850,0149990,61000
    2.318 115,9450,0524,5890,0149990,61000
    2.319 115,95450,0524,5930,0149990,61000
    2.320 116,0450,0524,5970,0149990,71000
    2.321 116,05450,0524,6010,0149990,71000
    2.322 116,1450,0524,6050,0149990,81000
    2.323 116,15450,0524,6090,0149990,81000
    2.324 116,2450,0524,6140,0149990,81000
    2.325 116,25450,0524,6180,0149990,91000
    2.326 116,3450,0524,6220,0149990,91000
    2.327 116,35450,0524,6260,0149991,01000
    2.328 116,4450,0524,630,0149991,01000
    2.329 116,45450,0524,6340,0149991,01000
    2.330 116,5450,0524,6380,0149991,11000
    2.331 116,55450,0524,6420,0149991,11000
    2.332 116,6450,0524,6460,0149991,11000
    2.333 116,65450,0524,650,0149991,21000
    2.334 116,7450,0524,6540,0149991,21000
    2.335 116,75450,0524,6580,0149991,31000
    2.336 116,8450,0524,6620,0149991,31000
    2.337 116,85450,0524,6660,0149991,31000
    2.338 116,9450,0524,670,0149991,41000
    2.339 116,95450,0524,6750,0149991,41000
    2.340 117,0450,0524,6790,0149991,41000
    2.341 117,05450,0524,6830,0149991,51000
    2.342 117,1450,0524,6870,0149991,51000
    2.343 117,15450,0524,6910,0149991,51000
    2.344 117,2450,0524,6950,0149991,61000
    2.345 117,25450,0524,6990,0149991,61000
    2.346 117,3450,0524,7030,0149991,61000
    2.347 117,35450,0524,7070,0149991,71000
    2.348 117,4450,0524,7110,0149991,71000
    2.349 117,45450,0524,7150,0149991,71000
    2.350 117,5450,0524,7190,0149991,81000
    2.351 117,55450,0524,7230,0149991,81000
    2.352 117,6450,0524,7270,0149991,91000
    2.353 117,65450,0524,7320,0149991,91000
    2.354 117,7450,0524,7360,0149991,91000
    2.355 117,75450,0524,740,0149992,01000
    2.356 117,8450,0524,7440,0149992,01000
    2.357 117,85450,0524,7480,0149992,01000
    2.358 117,9450,0524,7520,0149992,11000
    2.359 117,95450,0524,7560,0149992,11000
    2.360 118,0450,0524,760,0149992,11000
    2.361 118,05450,0524,7640,0149992,21000
    2.362 118,1450,0524,7680,0149992,21000
    2.363 118,15450,0524,7720,0149992,21000
    2.364 118,2450,0524,7760,0149992,21000
    2.365 118,25450,0524,780,0149992,31000
    2.366 118,3450,0524,7840,0149992,31000
    2.367 118,35450,0524,7880,0149992,31000
    2.368 118,4450,0524,7930,0149992,41000
    2.369 118,45450,0524,7970,0149992,41000
    2.370 118,5450,0524,8010,0149992,41000
    2.371 118,55450,0524,8050,0149992,51000
    2.372 118,6450,0524,8090,0149992,51000
    2.373 118,65450,0524,8130,0149992,51000
    2.374 118,7450,0524,8170,0149992,61000
    2.375 118,75450,0524,8210,0149992,61000
    2.376 118,8450,0524,8250,0149992,61000
    2.377 118,85450,0524,8290,0149992,71000
    2.378 118,9450,0524,8330,0149992,71000
    2.379 118,95450,0524,8370,0149992,71000
    2.380 119,0450,0524,8410,0149992,71000
    2.381 119,05450,0524,8450,0149992,81000
    2.382 119,1450,0524,8490,0149992,81000
    2.383 119,15450,0524,8540,0149992,81000
    2.384 119,2450,0524,8580,0149992,91000
    2.385 119,25450,0524,8620,0149992,91000
    2.386 119,3450,0524,8660,0149992,91000
    2.387 119,35450,0524,870,0149993,01000
    2.388 119,4450,0524,8740,0149993,01000
    2.389 119,45450,0524,8780,0149993,01000
    2.390 119,5450,0524,8820,0149993,01000
    2.391 119,55450,0524,8860,0149993,11000
    2.392 119,6450,0524,890,0149993,11000
    2.393 119,65450,0524,8940,0149993,11000
    2.394 119,7450,0524,8980,0149993,21000
    2.395 119,75450,0524,9020,0149993,21000
    2.396 119,8450,0524,9060,0149993,21000
    2.397 119,85450,0524,9110,0149993,21000
    2.398 119,9450,0524,9150,0149993,31000
    2.399 119,95450,0524,9190,0149993,31000
    2.400 120,0450,0524,9230,0149993,31000

    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 →