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.

    2.401–2.500 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
    2.401 120,05450,0524,9270,0149993,41000
    2.402 120,1450,0524,9310,0149993,41000
    2.403 120,15450,0524,9350,0149993,41000
    2.404 120,2450,0524,9390,0149993,41000
    2.405 120,25450,0524,9430,0149993,51000
    2.406 120,3450,0524,9470,0149993,51000
    2.407 120,35450,0524,9510,0149993,51000
    2.408 120,4450,0524,9550,0149993,51000
    2.409 120,45450,0524,9590,0149993,61000
    2.410 120,5450,0524,9630,0149993,61000
    2.411 120,55450,0524,9670,0149993,61000
    2.412 120,6450,0524,9720,0149993,71000
    2.413 120,65450,0524,9760,0149993,71000
    2.414 120,7450,0524,980,0149993,71000
    2.415 120,75450,0524,9840,0149993,71000
    2.416 120,8450,0524,9880,0149993,81000
    2.417 120,85450,0524,9920,0149993,81000
    2.418 120,9450,0524,9960,0149993,81000
    2.419 120,95450,0525,00,0149993,81000
    2.420 121,0450,0525,0040,0149993,91000
    2.421 121,05450,0525,0080,0149993,91000
    2.422 121,1450,0525,0120,0149993,91000
    2.423 121,15450,0525,0160,0149993,91000
    2.424 121,2450,0525,020,0149994,01000
    2.425 121,25450,0525,0240,0149994,01000
    2.426 121,3450,0525,0280,0149994,01000
    2.427 121,35450,0525,0330,0149994,01000
    2.428 121,4450,0525,0370,0149994,11000
    2.429 121,45450,0525,0410,0149994,11000
    2.430 121,5450,0525,0450,0149994,11000
    2.431 121,55450,0525,0490,0149994,11000
    2.432 121,6450,0525,0530,0149994,21000
    2.433 121,65450,0525,0570,0149994,21000
    2.434 121,7450,0525,0610,0149994,21000
    2.435 121,75450,0525,0650,0149994,21000
    2.436 121,8450,0525,0690,0149994,31000
    2.437 121,85450,0525,0730,0149994,31000
    2.438 121,9450,0525,0770,0149994,31000
    2.439 121,95450,0525,0810,0149994,31000
    2.440 122,0450,0525,0850,0149994,41000
    2.441 122,05450,0525,0890,0149994,41000
    2.442 122,1450,0525,0940,0149994,41000
    2.443 122,15450,0525,0980,0149994,41000
    2.444 122,2450,0525,1020,0149994,51000
    2.445 122,25450,0525,1060,0149994,51000
    2.446 122,3450,0525,110,0149994,51000
    2.447 122,35450,0525,1140,0149994,51000
    2.448 122,4450,0525,1180,0149994,51000
    2.449 122,45450,0525,1220,0149994,61000
    2.450 122,5450,0525,1260,0149994,61000
    2.451 122,55450,0525,130,0149994,61000
    2.452 122,6450,0525,1340,0149994,61000
    2.453 122,65450,0525,1380,0149994,71000
    2.454 122,7450,0525,1420,0149994,71000
    2.455 122,75450,0525,1460,0149994,71000
    2.456 122,8450,0525,1510,0149994,71000
    2.457 122,85450,0525,1550,0149994,71000
    2.458 122,9450,0525,1590,0149994,81000
    2.459 122,95450,0525,1630,0149994,81000
    2.460 123,0450,0525,1670,0149994,81000
    2.461 123,05450,0525,1710,0149994,81000
    2.462 123,1450,0525,1750,0149994,91000
    2.463 123,15450,0525,1790,0149994,91000
    2.464 123,2450,0525,1830,0149994,91000
    2.465 123,25450,0525,1870,0149994,91000
    2.466 123,3450,0525,1910,0149994,91000
    2.467 123,35450,0525,1950,0149995,01000
    2.468 123,4450,0525,1990,0149995,01000
    2.469 123,45450,0525,2030,0149995,01000
    2.470 123,5450,0525,2070,0149995,01000
    2.471 123,55450,0525,2120,0149995,01000
    2.472 123,6450,0525,2160,0149995,11000
    2.473 123,65450,0525,220,0149995,11000
    2.474 123,7450,0525,2240,0149995,11000
    2.475 123,75450,0525,2280,0149995,11000
    2.476 123,8450,0525,2320,0149995,11000
    2.477 123,85450,0525,2360,0149995,21000
    2.478 123,9450,0525,240,0149995,21000
    2.479 123,95450,0525,2440,0149995,21000
    2.480 124,0450,0525,2480,0149995,21000
    2.481 124,05450,0525,2520,0149995,21000
    2.482 124,1450,0525,2560,0149995,31000
    2.483 124,15450,0525,260,0149995,31000
    2.484 124,2450,0525,2640,0149995,31000
    2.485 124,25450,0525,2680,0149995,31000
    2.486 124,3450,0525,2730,0149995,31000
    2.487 124,35450,0525,2770,0149995,41000
    2.488 124,4450,0525,2810,0149995,41000
    2.489 124,45450,0525,2850,0149995,41000
    2.490 124,5450,0525,2890,0149995,41000
    2.491 124,55450,0525,2930,0149995,41000
    2.492 124,6450,0525,2970,0149995,51000
    2.493 124,65450,0525,3010,0149995,51000
    2.494 124,7450,0525,3050,0149995,51000
    2.495 124,75450,0525,3090,0149995,51000
    2.496 124,8450,0525,3130,0149995,51000
    2.497 124,85450,0525,3170,0149995,61000
    2.498 124,9450,0525,3210,0149995,61000
    2.499 124,95450,0525,3250,0149995,61000
    2.500 125,0450,0525,330,0149995,61000

    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 →