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.

    2.601–2.700 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
    2.601 130,05450,0525,740,0149997,11000
    2.602 130,1450,0525,7440,0149997,11000
    2.603 130,15450,0525,7490,0149997,11000
    2.604 130,2450,0525,7530,0149997,21000
    2.605 130,25450,0525,7570,0149997,21000
    2.606 130,3450,0525,7610,0149997,21000
    2.607 130,35450,0525,7650,0149997,21000
    2.608 130,4450,0525,7690,0149997,21000
    2.609 130,45450,0525,7730,0149997,21000
    2.610 130,5450,0525,7770,0149997,21000
    2.611 130,55450,0525,7810,0149997,21000
    2.612 130,6450,0525,7850,0149997,21000
    2.613 130,65450,0525,7890,0149997,31000
    2.614 130,7450,0525,7930,0149997,31000
    2.615 130,75450,0525,7970,0149997,31000
    2.616 130,8450,0525,8010,0149997,31000
    2.617 130,85450,0525,8050,0149997,31000
    2.618 130,9450,0525,810,0149997,31000
    2.619 130,95450,0525,8140,0149997,31000
    2.620 131,0450,0525,8180,0149997,31000
    2.621 131,05450,0525,8220,0149997,31000
    2.622 131,1450,0525,8260,0149997,41000
    2.623 131,15450,0525,830,0149997,41000
    2.624 131,2450,0525,8340,0149997,41000
    2.625 131,25450,0525,8380,0149997,41000
    2.626 131,3450,0525,8420,0149997,41000
    2.627 131,35450,0525,8460,0149997,41000
    2.628 131,4450,0525,850,0149997,41000
    2.629 131,45450,0525,8540,0149997,41000
    2.630 131,5450,0525,8580,0149997,41000
    2.631 131,55450,0525,8620,0149997,51000
    2.632 131,6450,0525,8660,0149997,51000
    2.633 131,65450,0525,8710,0149997,51000
    2.634 131,7450,0525,8750,0149997,51000
    2.635 131,75450,0525,8790,0149997,51000
    2.636 131,8450,0525,8830,0149997,51000
    2.637 131,85450,0525,8870,0149997,51000
    2.638 131,9450,0525,8910,0149997,51000
    2.639 131,95450,0525,8950,0149997,51000
    2.640 132,0450,0525,8990,0149997,61000
    2.641 132,05450,0525,9030,0149997,61000
    2.642 132,1450,0525,9070,0149997,61000
    2.643 132,15450,0525,9110,0149997,61000
    2.644 132,2450,0525,9150,0149997,61000
    2.645 132,25450,0525,9190,0149997,61000
    2.646 132,3450,0525,9230,0149997,61000
    2.647 132,35450,0525,9280,0149997,61000
    2.648 132,4450,0525,9320,0149997,61000
    2.649 132,45450,0525,9360,0149997,61000
    2.650 132,5450,0525,940,0149997,71000
    2.651 132,55450,0525,9440,0149997,71000
    2.652 132,6450,0525,9480,0149997,71000
    2.653 132,65450,0525,9520,0149997,71000
    2.654 132,7450,0525,9560,0149997,71000
    2.655 132,75450,0525,960,0149997,71000
    2.656 132,8450,0525,9640,0149997,71000
    2.657 132,85450,0525,9680,0149997,71000
    2.658 132,9450,0525,9720,0149997,71000
    2.659 132,95450,0525,9760,0149997,71000
    2.660 133,0450,0525,980,0149997,71000
    2.661 133,05450,0525,9840,0149997,81000
    2.662 133,1450,0525,9890,0149997,81000
    2.663 133,15450,0525,9930,0149997,81000
    2.664 133,2450,0525,9970,0149997,81000
    2.665 133,25450,0526,0010,0149997,81000
    2.666 133,3450,0526,0050,0149997,81000
    2.667 133,35450,0526,0090,0149997,81000
    2.668 133,4450,0526,0130,0149997,81000
    2.669 133,45450,0526,0170,0149997,81000
    2.670 133,5450,0526,0210,0149997,81000
    2.671 133,55450,0526,0250,0149997,81000
    2.672 133,6450,0526,0290,0149997,91000
    2.673 133,65450,0526,0330,0149997,91000
    2.674 133,7450,0526,0370,0149997,91000
    2.675 133,75450,0526,0410,0149997,91000
    2.676 133,8450,0526,0450,0149997,91000
    2.677 133,85450,0526,050,0149997,91000
    2.678 133,9450,0526,0540,0149997,91000
    2.679 133,95450,0526,0580,0149997,91000
    2.680 134,0450,0526,0620,0149997,91000
    2.681 134,05450,0526,0660,0149997,91000
    2.682 134,1450,0526,070,0149997,91000
    2.683 134,15450,0526,0740,0149998,01000
    2.684 134,2450,0526,0780,0149998,01000
    2.685 134,25450,0526,0820,0149998,01000
    2.686 134,3450,0526,0860,0149998,01000
    2.687 134,35450,0526,090,0149998,01000
    2.688 134,4450,0526,0940,0149998,01000
    2.689 134,45450,0526,0980,0149998,01000
    2.690 134,5450,0526,1020,0149998,01000
    2.691 134,55450,0526,1070,0149998,01000
    2.692 134,6450,0526,1110,0149998,01000
    2.693 134,65450,0526,1150,0149998,01000
    2.694 134,7450,0526,1190,0149998,01000
    2.695 134,75450,0526,1230,0149998,11000
    2.696 134,8450,0526,1270,0149998,11000
    2.697 134,85450,0526,1310,0149998,11000
    2.698 134,9450,0526,1350,0149998,11000
    2.699 134,95450,0526,1390,0149998,11000
    2.700 135,0450,0526,1430,0149998,11000

    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 →