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.

    2.801–2.900 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
    2.801 140,05450,0526,5540,0149998,71000
    2.802 140,1450,0526,5580,0149998,81000
    2.803 140,15450,0526,5620,0149998,81000
    2.804 140,2450,0526,5660,0149998,81000
    2.805 140,25450,0526,570,0149998,81000
    2.806 140,3450,0526,5740,0149998,81000
    2.807 140,35450,0526,5780,0149998,81000
    2.808 140,4450,0526,5820,0149998,81000
    2.809 140,45450,0526,5870,0149998,81000
    2.810 140,5450,0526,5910,0149998,81000
    2.811 140,55450,0526,5950,0149998,81000
    2.812 140,6450,0526,5990,0149998,81000
    2.813 140,65450,0526,6030,0149998,81000
    2.814 140,7450,0526,6070,0149998,81000
    2.815 140,75450,0526,6110,0149998,81000
    2.816 140,8450,0526,6150,0149998,81000
    2.817 140,85450,0526,6190,0149998,81000
    2.818 140,9450,0526,6230,0149998,81000
    2.819 140,95450,0526,6270,0149998,81000
    2.820 141,0450,0526,6310,0149998,81000
    2.821 141,05450,0526,6350,0149998,91000
    2.822 141,1450,0526,6390,0149998,91000
    2.823 141,15450,0526,6440,0149998,91000
    2.824 141,2450,0526,6480,0149998,91000
    2.825 141,25450,0526,6520,0149998,91000
    2.826 141,3450,0526,6560,0149998,91000
    2.827 141,35450,0526,660,0149998,91000
    2.828 141,4450,0526,6640,0149998,91000
    2.829 141,45450,0526,6680,0149998,91000
    2.830 141,5450,0526,6720,0149998,91000
    2.831 141,55450,0526,6760,0149998,91000
    2.832 141,6450,0526,680,0149998,91000
    2.833 141,65450,0526,6840,0149998,91000
    2.834 141,7450,0526,6880,0149998,91000
    2.835 141,75450,0526,6920,0149998,91000
    2.836 141,8450,0526,6960,0149998,91000
    2.837 141,85450,0526,70,0149998,91000
    2.838 141,9450,0526,7050,0149998,91000
    2.839 141,95450,0526,7090,0149998,91000
    2.840 142,0450,0526,7130,0149998,91000
    2.841 142,05450,0526,7170,0149998,91000
    2.842 142,1450,0526,7210,0149998,91000
    2.843 142,15450,0526,7250,0149999,01000
    2.844 142,2450,0526,7290,0149999,01000
    2.845 142,25450,0526,7330,0149999,01000
    2.846 142,3450,0526,7370,0149999,01000
    2.847 142,35450,0526,7410,0149999,01000
    2.848 142,4450,0526,7450,0149999,01000
    2.849 142,45450,0526,7490,0149999,01000
    2.850 142,5450,0526,7530,0149999,01000
    2.851 142,55450,0526,7570,0149999,01000
    2.852 142,6450,0526,7610,0149999,01000
    2.853 142,65450,0526,7660,0149999,01000
    2.854 142,7450,0526,770,0149999,01000
    2.855 142,75450,0526,7740,0149999,01000
    2.856 142,8450,0526,7780,0149999,01000
    2.857 142,85450,0526,7820,0149999,01000
    2.858 142,9450,0526,7860,0149999,01000
    2.859 142,95450,0526,790,0149999,01000
    2.860 143,0450,0526,7940,0149999,01000
    2.861 143,05450,0526,7980,0149999,01000
    2.862 143,1450,0526,8020,0149999,01000
    2.863 143,15450,0526,8060,0149999,01000
    2.864 143,2450,0526,810,0149999,01000
    2.865 143,25450,0526,8140,0149999,01000
    2.866 143,3450,0526,8180,0149999,01000
    2.867 143,35450,0526,8230,0149999,11000
    2.868 143,4450,0526,8270,0149999,11000
    2.869 143,45450,0526,8310,0149999,11000
    2.870 143,5450,0526,8350,0149999,11000
    2.871 143,55450,0526,8390,0149999,11000
    2.872 143,6450,0526,8430,0149999,11000
    2.873 143,65450,0526,8470,0149999,11000
    2.874 143,7450,0526,8510,0149999,11000
    2.875 143,75450,0526,8550,0149999,11000
    2.876 143,8450,0526,8590,0149999,11000
    2.877 143,85450,0526,8630,0149999,11000
    2.878 143,9450,0526,8670,0149999,11000
    2.879 143,95450,0526,8710,0149999,11000
    2.880 144,0450,0526,8750,0149999,11000
    2.881 144,05450,0526,8790,0149999,11000
    2.882 144,1450,0526,8840,0149999,11000
    2.883 144,15450,0526,8880,0149999,11000
    2.884 144,2450,0526,8920,0149999,11000
    2.885 144,25450,0526,8960,0149999,11000
    2.886 144,3450,0526,90,0149999,11000
    2.887 144,35450,0526,9040,0149999,11000
    2.888 144,4450,0526,9080,0149999,11000
    2.889 144,45450,0526,9120,0149999,11000
    2.890 144,5450,0526,9160,0149999,11000
    2.891 144,55450,0526,920,0149999,11000
    2.892 144,6450,0526,9240,0149999,11000
    2.893 144,65450,0526,9280,0149999,11000
    2.894 144,7450,0526,9320,0149999,21000
    2.895 144,75450,0526,9360,0149999,21000
    2.896 144,8450,0526,940,0149999,21000
    2.897 144,85450,0526,9450,0149999,21000
    2.898 144,9450,0526,9490,0149999,21000
    2.899 144,95450,0526,9530,0149999,21000
    2.900 145,0450,0526,9570,0149999,21000

    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 →