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.

    2.901–3.000 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
    2.901 145,05450,0526,9610,0149999,21000
    2.902 145,1450,0526,9650,0149999,21000
    2.903 145,15450,0526,9690,0149999,21000
    2.904 145,2450,0526,9730,0149999,21000
    2.905 145,25450,0526,9770,0149999,21000
    2.906 145,3450,0526,9810,0149999,21000
    2.907 145,35450,0526,9850,0149999,21000
    2.908 145,4450,0526,9890,0149999,21000
    2.909 145,45450,0526,9930,0149999,21000
    2.910 145,5450,0526,9970,0149999,21000
    2.911 145,55450,0527,0010,0149999,21000
    2.912 145,6450,0527,0060,0149999,21000
    2.913 145,65450,0527,010,0149999,21000
    2.914 145,7450,0527,0140,0149999,21000
    2.915 145,75450,0527,0180,0149999,21000
    2.916 145,8450,0527,0220,0149999,21000
    2.917 145,85450,0527,0260,0149999,21000
    2.918 145,9450,0527,030,0149999,21000
    2.919 145,95450,0527,0340,0149999,21000
    2.920 146,0450,0527,0380,0149999,21000
    2.921 146,05450,0527,0420,0149999,21000
    2.922 146,1450,0527,0460,0149999,21000
    2.923 146,15450,0527,050,0149999,21000
    2.924 146,2450,0527,0540,0149999,31000
    2.925 146,25450,0527,0580,0149999,31000
    2.926 146,3450,0527,0630,0149999,31000
    2.927 146,35450,0527,0670,0149999,31000
    2.928 146,4450,0527,0710,0149999,31000
    2.929 146,45450,0527,0750,0149999,31000
    2.930 146,5450,0527,0790,0149999,31000
    2.931 146,55450,0527,0830,0149999,31000
    2.932 146,6450,0527,0870,0149999,31000
    2.933 146,65450,0527,0910,0149999,31000
    2.934 146,7450,0527,0950,0149999,31000
    2.935 146,75450,0527,0990,0149999,31000
    2.936 146,8450,0527,1030,0149999,31000
    2.937 146,85450,0527,1070,0149999,31000
    2.938 146,9450,0527,1110,0149999,31000
    2.939 146,95450,0527,1150,0149999,31000
    2.940 147,0450,0527,1190,0149999,31000
    2.941 147,05450,0527,1240,0149999,31000
    2.942 147,1450,0527,1280,0149999,31000
    2.943 147,15450,0527,1320,0149999,31000
    2.944 147,2450,0527,1360,0149999,31000
    2.945 147,25450,0527,140,0149999,31000
    2.946 147,3450,0527,1440,0149999,31000
    2.947 147,35450,0527,1480,0149999,31000
    2.948 147,4450,0527,1520,0149999,31000
    2.949 147,45450,0527,1560,0149999,31000
    2.950 147,5450,0527,160,0149999,31000
    2.951 147,55450,0527,1640,0149999,31000
    2.952 147,6450,0527,1680,0149999,31000
    2.953 147,65450,0527,1720,0149999,31000
    2.954 147,7450,0527,1760,0149999,31000
    2.955 147,75450,0527,180,0149999,31000
    2.956 147,8450,0527,1850,0149999,31000
    2.957 147,85450,0527,1890,0149999,31000
    2.958 147,9450,0527,1930,0149999,41000
    2.959 147,95450,0527,1970,0149999,41000
    2.960 148,0450,0527,2010,0149999,41000
    2.961 148,05450,0527,2050,0149999,41000
    2.962 148,1450,0527,2090,0149999,41000
    2.963 148,15450,0527,2130,0149999,41000
    2.964 148,2450,0527,2170,0149999,41000
    2.965 148,25450,0527,2210,0149999,41000
    2.966 148,3450,0527,2250,0149999,41000
    2.967 148,35450,0527,2290,0149999,41000
    2.968 148,4450,0527,2330,0149999,41000
    2.969 148,45450,0527,2370,0149999,41000
    2.970 148,5450,0527,2420,0149999,41000
    2.971 148,55450,0527,2460,0149999,41000
    2.972 148,6450,0527,250,0149999,41000
    2.973 148,65450,0527,2540,0149999,41000
    2.974 148,7450,0527,2580,0149999,41000
    2.975 148,75450,0527,2620,0149999,41000
    2.976 148,8450,0527,2660,0149999,41000
    2.977 148,85450,0527,270,0149999,41000
    2.978 148,9450,0527,2740,0149999,41000
    2.979 148,95450,0527,2780,0149999,41000
    2.980 149,0450,0527,2820,0149999,41000
    2.981 149,05450,0527,2860,0149999,41000
    2.982 149,1450,0527,290,0149999,41000
    2.983 149,15450,0527,2940,0149999,41000
    2.984 149,2450,0527,2980,0149999,41000
    2.985 149,25450,0527,3030,0149999,41000
    2.986 149,3450,0527,3070,0149999,41000
    2.987 149,35450,0527,3110,0149999,41000
    2.988 149,4450,0527,3150,0149999,41000
    2.989 149,45450,0527,3190,0149999,41000
    2.990 149,5450,0527,3230,0149999,41000
    2.991 149,55450,0527,3270,0149999,41000
    2.992 149,6450,0527,3310,0149999,41000
    2.993 149,65450,0527,3350,0149999,41000
    2.994 149,7450,0527,3390,0149999,41000
    2.995 149,75450,0527,3430,0149999,41000
    2.996 149,8450,0527,3470,0149999,41000
    2.997 149,85450,0527,3510,0149999,41000
    2.998 149,9450,0527,3550,0149999,51000
    2.999 149,95450,0527,3590,0149999,51000
    3.000 150,0450,0527,3640,0149999,51000

    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 →