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.

    2.501–2.600 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
    2.501 125,05450,0525,3340,0149995,61000
    2.502 125,1450,0525,3380,0149995,61000
    2.503 125,15450,0525,3420,0149995,71000
    2.504 125,2450,0525,3460,0149995,71000
    2.505 125,25450,0525,350,0149995,71000
    2.506 125,3450,0525,3540,0149995,71000
    2.507 125,35450,0525,3580,0149995,71000
    2.508 125,4450,0525,3620,0149995,81000
    2.509 125,45450,0525,3660,0149995,81000
    2.510 125,5450,0525,370,0149995,81000
    2.511 125,55450,0525,3740,0149995,81000
    2.512 125,6450,0525,3780,0149995,81000
    2.513 125,65450,0525,3820,0149995,81000
    2.514 125,7450,0525,3860,0149995,91000
    2.515 125,75450,0525,3910,0149995,91000
    2.516 125,8450,0525,3950,0149995,91000
    2.517 125,85450,0525,3990,0149995,91000
    2.518 125,9450,0525,4030,0149995,91000
    2.519 125,95450,0525,4070,0149995,91000
    2.520 126,0450,0525,4110,0149996,01000
    2.521 126,05450,0525,4150,0149996,01000
    2.522 126,1450,0525,4190,0149996,01000
    2.523 126,15450,0525,4230,0149996,01000
    2.524 126,2450,0525,4270,0149996,01000
    2.525 126,25450,0525,4310,0149996,01000
    2.526 126,3450,0525,4350,0149996,11000
    2.527 126,35450,0525,4390,0149996,11000
    2.528 126,4450,0525,4430,0149996,11000
    2.529 126,45450,0525,4470,0149996,11000
    2.530 126,5450,0525,4520,0149996,11000
    2.531 126,55450,0525,4560,0149996,11000
    2.532 126,6450,0525,460,0149996,21000
    2.533 126,65450,0525,4640,0149996,21000
    2.534 126,7450,0525,4680,0149996,21000
    2.535 126,75450,0525,4720,0149996,21000
    2.536 126,8450,0525,4760,0149996,21000
    2.537 126,85450,0525,480,0149996,21000
    2.538 126,9450,0525,4840,0149996,31000
    2.539 126,95450,0525,4880,0149996,31000
    2.540 127,0450,0525,4920,0149996,31000
    2.541 127,05450,0525,4960,0149996,31000
    2.542 127,1450,0525,50,0149996,31000
    2.543 127,15450,0525,5040,0149996,31000
    2.544 127,2450,0525,5090,0149996,31000
    2.545 127,25450,0525,5130,0149996,41000
    2.546 127,3450,0525,5170,0149996,41000
    2.547 127,35450,0525,5210,0149996,41000
    2.548 127,4450,0525,5250,0149996,41000
    2.549 127,45450,0525,5290,0149996,41000
    2.550 127,5450,0525,5330,0149996,41000
    2.551 127,55450,0525,5370,0149996,41000
    2.552 127,6450,0525,5410,0149996,51000
    2.553 127,65450,0525,5450,0149996,51000
    2.554 127,7450,0525,5490,0149996,51000
    2.555 127,75450,0525,5530,0149996,51000
    2.556 127,8450,0525,5570,0149996,51000
    2.557 127,85450,0525,5610,0149996,51000
    2.558 127,9450,0525,5650,0149996,61000
    2.559 127,95450,0525,570,0149996,61000
    2.560 128,0450,0525,5740,0149996,61000
    2.561 128,05450,0525,5780,0149996,61000
    2.562 128,1450,0525,5820,0149996,61000
    2.563 128,15450,0525,5860,0149996,61000
    2.564 128,2450,0525,590,0149996,61000
    2.565 128,25450,0525,5940,0149996,71000
    2.566 128,3450,0525,5980,0149996,71000
    2.567 128,35450,0525,6020,0149996,71000
    2.568 128,4450,0525,6060,0149996,71000
    2.569 128,45450,0525,610,0149996,71000
    2.570 128,5450,0525,6140,0149996,71000
    2.571 128,55450,0525,6180,0149996,71000
    2.572 128,6450,0525,6220,0149996,71000
    2.573 128,65450,0525,6260,0149996,81000
    2.574 128,7450,0525,6310,0149996,81000
    2.575 128,75450,0525,6350,0149996,81000
    2.576 128,8450,0525,6390,0149996,81000
    2.577 128,85450,0525,6430,0149996,81000
    2.578 128,9450,0525,6470,0149996,81000
    2.579 128,95450,0525,6510,0149996,81000
    2.580 129,0450,0525,6550,0149996,91000
    2.581 129,05450,0525,6590,0149996,91000
    2.582 129,1450,0525,6630,0149996,91000
    2.583 129,15450,0525,6670,0149996,91000
    2.584 129,2450,0525,6710,0149996,91000
    2.585 129,25450,0525,6750,0149996,91000
    2.586 129,3450,0525,6790,0149996,91000
    2.587 129,35450,0525,6830,0149996,91000
    2.588 129,4450,0525,6870,0149997,01000
    2.589 129,45450,0525,6920,0149997,01000
    2.590 129,5450,0525,6960,0149997,01000
    2.591 129,55450,0525,70,0149997,01000
    2.592 129,6450,0525,7040,0149997,01000
    2.593 129,65450,0525,7080,0149997,01000
    2.594 129,7450,0525,7120,0149997,01000
    2.595 129,75450,0525,7160,0149997,01000
    2.596 129,8450,0525,720,0149997,11000
    2.597 129,85450,0525,7240,0149997,11000
    2.598 129,9450,0525,7280,0149997,11000
    2.599 129,95450,0525,7320,0149997,11000
    2.600 130,0450,0525,7360,0149997,11000

    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 →