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.

    201–300 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
    201 10,05450,0516,3970,085194,81000
    202 10,1450,0516,3990,085464,81000
    203 10,15450,0516,4020,085733,71000
    204 10,2450,0516,4040,086001,51000
    205 10,25450,0516,4060,086268,21000
    206 10,3450,0516,4090,086533,71000
    207 10,35450,0516,4110,086798,21000
    208 10,4450,0516,4130,087061,51000
    209 10,45450,0516,4160,087323,71000
    210 10,5450,0516,4180,087584,91000
    211 10,55450,0516,420,087845,01000
    212 10,6450,0516,4230,088103,91000
    213 10,65450,0516,4250,088361,81000
    214 10,7450,0516,4280,088618,71000
    215 10,75450,0516,430,088874,41000
    216 10,8450,0516,4320,089129,11000
    217 10,85450,0516,4350,089382,71000
    218 10,9450,0516,4370,089635,31000
    219 10,95450,0516,440,089886,81000
    220 11,0450,0516,4420,090137,31000
    221 11,05450,0516,4450,090386,71000
    222 11,1450,0516,4470,090635,11000
    223 11,15450,0516,4490,090882,51000
    224 11,2450,0516,4520,091128,81000
    225 11,25450,0516,4540,091374,11000
    226 11,3450,0516,4570,091618,41000
    227 11,35450,0516,4590,091861,61000
    228 11,4450,0516,4620,092103,91000
    229 11,45450,0516,4640,092345,11000
    230 11,5450,0516,4670,092585,31000
    231 11,55450,0516,4690,092824,61000
    232 11,6450,0516,4720,093062,81000
    233 11,65450,0516,4750,093300,01000
    234 11,7450,0516,4770,093536,31000
    235 11,75450,0516,480,093771,51000
    236 11,8450,0516,4820,094005,81000
    237 11,85450,0516,4850,094239,11000
    238 11,9450,0516,4870,094471,51000
    239 11,95450,0516,490,094702,81000
    240 12,0450,0516,4920,094933,21000
    241 12,05450,0516,4950,095162,71000
    242 12,1450,0516,4980,095391,21000
    243 12,15450,0516,50,095618,71000
    244 12,2450,0516,5030,095845,31000
    245 12,25450,0516,5050,096070,91000
    246 12,3450,0516,5080,096295,71000
    247 12,35450,0516,5110,096519,41000
    248 12,4450,0516,5130,096742,31000
    249 12,45450,0516,5160,096964,21000
    250 12,5450,0516,5180,097185,11000
    251 12,55450,0516,5210,097405,21000
    252 12,6450,0516,5240,097624,41000
    253 12,65450,0516,5260,097842,61000
    254 12,7450,0516,5290,098059,91000
    255 12,75450,0516,5320,098276,31000
    256 12,8450,0516,5340,098491,81000
    257 12,85450,0516,5370,098706,51000
    258 12,9450,0516,540,098920,21000
    259 12,95450,0516,5420,099133,01000
    260 13,0450,0516,5450,099345,01000
    261 13,05450,0516,5480,099556,01000
    262 13,1450,0516,5510,099766,21000
    263 13,15450,0516,5530,099975,51000
    264 13,2450,0516,5560,0100183,91000
    265 13,25450,0516,5590,0100391,51000
    266 13,3450,0516,5610,0100598,21000
    267 13,35450,0516,5640,0100804,11000
    268 13,4450,0516,5670,0101009,01000
    269 13,45450,0516,570,0101213,21000
    270 13,5450,0516,5720,0101416,41000
    271 13,55450,0516,5750,0101618,91000
    272 13,6450,0516,5780,0101820,51000
    273 13,65450,0516,5810,0102021,21000
    274 13,7450,0516,5830,0102221,11000
    275 13,75450,0516,5860,0102420,21000
    276 13,8450,0516,5890,0102618,51000
    277 13,85450,0516,5920,0102815,91000
    278 13,9450,0516,5950,0103012,51000
    279 13,95450,0516,5970,0103208,31000
    280 14,0450,0516,60,0103403,21000
    281 14,05450,0516,6030,0103597,41000
    282 14,1450,0516,6060,0103790,71000
    283 14,15450,0516,6090,0103983,31000
    284 14,2450,0516,6110,0104175,01000
    285 14,25450,0516,6140,0104365,91000
    286 14,3450,0516,6170,0104556,11000
    287 14,35450,0516,620,0104745,41000
    288 14,4450,0516,6230,0104934,01000
    289 14,45450,0516,6260,0105121,81000
    290 14,5450,0516,6290,0105308,81000
    291 14,55450,0516,6310,0105495,01000
    292 14,6450,0516,6340,0105680,41000
    293 14,65450,0516,6370,0105865,11000
    294 14,7450,0516,640,0106049,01000
    295 14,75450,0516,6430,0106232,11000
    296 14,8450,0516,6460,0106414,51000
    297 14,85450,0516,6490,0106596,11000
    298 14,9450,0516,6520,0106776,91000
    299 14,95450,0516,6540,0106957,01000
    300 15,0450,0516,6570,0107136,41000

    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 →