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.

    2.701–2.800 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
    2.701 135,05450,0526,1470,0149998,11000
    2.702 135,1450,0526,1510,0149998,11000
    2.703 135,15450,0526,1550,0149998,11000
    2.704 135,2450,0526,1590,0149998,11000
    2.705 135,25450,0526,1630,0149998,11000
    2.706 135,3450,0526,1680,0149998,11000
    2.707 135,35450,0526,1720,0149998,11000
    2.708 135,4450,0526,1760,0149998,21000
    2.709 135,45450,0526,180,0149998,21000
    2.710 135,5450,0526,1840,0149998,21000
    2.711 135,55450,0526,1880,0149998,21000
    2.712 135,6450,0526,1920,0149998,21000
    2.713 135,65450,0526,1960,0149998,21000
    2.714 135,7450,0526,20,0149998,21000
    2.715 135,75450,0526,2040,0149998,21000
    2.716 135,8450,0526,2080,0149998,21000
    2.717 135,85450,0526,2120,0149998,21000
    2.718 135,9450,0526,2160,0149998,21000
    2.719 135,95450,0526,220,0149998,21000
    2.720 136,0450,0526,2240,0149998,21000
    2.721 136,05450,0526,2290,0149998,31000
    2.722 136,1450,0526,2330,0149998,31000
    2.723 136,15450,0526,2370,0149998,31000
    2.724 136,2450,0526,2410,0149998,31000
    2.725 136,25450,0526,2450,0149998,31000
    2.726 136,3450,0526,2490,0149998,31000
    2.727 136,35450,0526,2530,0149998,31000
    2.728 136,4450,0526,2570,0149998,31000
    2.729 136,45450,0526,2610,0149998,31000
    2.730 136,5450,0526,2650,0149998,31000
    2.731 136,55450,0526,2690,0149998,31000
    2.732 136,6450,0526,2730,0149998,31000
    2.733 136,65450,0526,2770,0149998,31000
    2.734 136,7450,0526,2810,0149998,31000
    2.735 136,75450,0526,2860,0149998,41000
    2.736 136,8450,0526,290,0149998,41000
    2.737 136,85450,0526,2940,0149998,41000
    2.738 136,9450,0526,2980,0149998,41000
    2.739 136,95450,0526,3020,0149998,41000
    2.740 137,0450,0526,3060,0149998,41000
    2.741 137,05450,0526,310,0149998,41000
    2.742 137,1450,0526,3140,0149998,41000
    2.743 137,15450,0526,3180,0149998,41000
    2.744 137,2450,0526,3220,0149998,41000
    2.745 137,25450,0526,3260,0149998,41000
    2.746 137,3450,0526,330,0149998,41000
    2.747 137,35450,0526,3340,0149998,41000
    2.748 137,4450,0526,3380,0149998,41000
    2.749 137,45450,0526,3420,0149998,41000
    2.750 137,5450,0526,3470,0149998,51000
    2.751 137,55450,0526,3510,0149998,51000
    2.752 137,6450,0526,3550,0149998,51000
    2.753 137,65450,0526,3590,0149998,51000
    2.754 137,7450,0526,3630,0149998,51000
    2.755 137,75450,0526,3670,0149998,51000
    2.756 137,8450,0526,3710,0149998,51000
    2.757 137,85450,0526,3750,0149998,51000
    2.758 137,9450,0526,3790,0149998,51000
    2.759 137,95450,0526,3830,0149998,51000
    2.760 138,0450,0526,3870,0149998,51000
    2.761 138,05450,0526,3910,0149998,51000
    2.762 138,1450,0526,3950,0149998,51000
    2.763 138,15450,0526,3990,0149998,51000
    2.764 138,2450,0526,4030,0149998,51000
    2.765 138,25450,0526,4080,0149998,51000
    2.766 138,3450,0526,4120,0149998,61000
    2.767 138,35450,0526,4160,0149998,61000
    2.768 138,4450,0526,420,0149998,61000
    2.769 138,45450,0526,4240,0149998,61000
    2.770 138,5450,0526,4280,0149998,61000
    2.771 138,55450,0526,4320,0149998,61000
    2.772 138,6450,0526,4360,0149998,61000
    2.773 138,65450,0526,440,0149998,61000
    2.774 138,7450,0526,4440,0149998,61000
    2.775 138,75450,0526,4480,0149998,61000
    2.776 138,8450,0526,4520,0149998,61000
    2.777 138,85450,0526,4560,0149998,61000
    2.778 138,9450,0526,460,0149998,61000
    2.779 138,95450,0526,4650,0149998,61000
    2.780 139,0450,0526,4690,0149998,61000
    2.781 139,05450,0526,4730,0149998,61000
    2.782 139,1450,0526,4770,0149998,61000
    2.783 139,15450,0526,4810,0149998,71000
    2.784 139,2450,0526,4850,0149998,71000
    2.785 139,25450,0526,4890,0149998,71000
    2.786 139,3450,0526,4930,0149998,71000
    2.787 139,35450,0526,4970,0149998,71000
    2.788 139,4450,0526,5010,0149998,71000
    2.789 139,45450,0526,5050,0149998,71000
    2.790 139,5450,0526,5090,0149998,71000
    2.791 139,55450,0526,5130,0149998,71000
    2.792 139,6450,0526,5170,0149998,71000
    2.793 139,65450,0526,5210,0149998,71000
    2.794 139,7450,0526,5260,0149998,71000
    2.795 139,75450,0526,530,0149998,71000
    2.796 139,8450,0526,5340,0149998,71000
    2.797 139,85450,0526,5380,0149998,71000
    2.798 139,9450,0526,5420,0149998,71000
    2.799 139,95450,0526,5460,0149998,71000
    2.800 140,0450,0526,550,0149998,71000

    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 →