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.

    3.001–3.100 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
    3.001 150,05450,0527,3680,0149999,51000
    3.002 150,1450,0527,3720,0149999,51000
    3.003 150,15450,0527,3760,0149999,51000
    3.004 150,2450,0527,380,0149999,51000
    3.005 150,25450,0527,3840,0149999,51000
    3.006 150,3450,0527,3880,0149999,51000
    3.007 150,35450,0527,3920,0149999,51000
    3.008 150,4450,0527,3960,0149999,51000
    3.009 150,45450,0527,40,0149999,51000
    3.010 150,5450,0527,4040,0149999,51000
    3.011 150,55450,0527,4080,0149999,51000
    3.012 150,6450,0527,4120,0149999,51000
    3.013 150,65450,0527,4160,0149999,51000
    3.014 150,7450,0527,4210,0149999,51000
    3.015 150,75450,0527,4250,0149999,51000
    3.016 150,8450,0527,4290,0149999,51000
    3.017 150,85450,0527,4330,0149999,51000
    3.018 150,9450,0527,4370,0149999,51000
    3.019 150,95450,0527,4410,0149999,51000
    3.020 151,0450,0527,4450,0149999,51000
    3.021 151,05450,0527,4490,0149999,51000
    3.022 151,1450,0527,4530,0149999,51000
    3.023 151,15450,0527,4570,0149999,51000
    3.024 151,2450,0527,4610,0149999,51000
    3.025 151,25450,0527,4650,0149999,51000
    3.026 151,3450,0527,4690,0149999,51000
    3.027 151,35450,0527,4730,0149999,51000
    3.028 151,4450,0527,4770,0149999,51000
    3.029 151,45450,0527,4820,0149999,51000
    3.030 151,5450,0527,4860,0149999,51000
    3.031 151,55450,0527,490,0149999,51000
    3.032 151,6450,0527,4940,0149999,51000
    3.033 151,65450,0527,4980,0149999,51000
    3.034 151,7450,0527,5020,0149999,51000
    3.035 151,75450,0527,5060,0149999,51000
    3.036 151,8450,0527,510,0149999,51000
    3.037 151,85450,0527,5140,0149999,51000
    3.038 151,9450,0527,5180,0149999,51000
    3.039 151,95450,0527,5220,0149999,51000
    3.040 152,0450,0527,5260,0149999,51000
    3.041 152,05450,0527,530,0149999,51000
    3.042 152,1450,0527,5340,0149999,51000
    3.043 152,15450,0527,5380,0149999,51000
    3.044 152,2450,0527,5430,0149999,51000
    3.045 152,25450,0527,5470,0149999,51000
    3.046 152,3450,0527,5510,0149999,61000
    3.047 152,35450,0527,5550,0149999,61000
    3.048 152,4450,0527,5590,0149999,61000
    3.049 152,45450,0527,5630,0149999,61000
    3.050 152,5450,0527,5670,0149999,61000
    3.051 152,55450,0527,5710,0149999,61000
    3.052 152,6450,0527,5750,0149999,61000
    3.053 152,65450,0527,5790,0149999,61000
    3.054 152,7450,0527,5830,0149999,61000
    3.055 152,75450,0527,5870,0149999,61000
    3.056 152,8450,0527,5910,0149999,61000
    3.057 152,85450,0527,5950,0149999,61000
    3.058 152,9450,0527,60,0149999,61000
    3.059 152,95450,0527,6040,0149999,61000
    3.060 153,0450,0527,6080,0149999,61000
    3.061 153,05450,0527,6120,0149999,61000
    3.062 153,1450,0527,6160,0149999,61000
    3.063 153,15450,0527,620,0149999,61000
    3.064 153,2450,0527,6240,0149999,61000
    3.065 153,25450,0527,6280,0149999,61000
    3.066 153,3450,0527,6320,0149999,61000
    3.067 153,35450,0527,6360,0149999,61000
    3.068 153,4450,0527,640,0149999,61000
    3.069 153,45450,0527,6440,0149999,61000
    3.070 153,5450,0527,6480,0149999,61000
    3.071 153,55450,0527,6520,0149999,61000
    3.072 153,6450,0527,6560,0149999,61000
    3.073 153,65450,0527,6610,0149999,61000
    3.074 153,7450,0527,6650,0149999,61000
    3.075 153,75450,0527,6690,0149999,61000
    3.076 153,8450,0527,6730,0149999,61000
    3.077 153,85450,0527,6770,0149999,61000
    3.078 153,9450,0527,6810,0149999,61000
    3.079 153,95450,0527,6850,0149999,61000
    3.080 154,0450,0527,6890,0149999,61000
    3.081 154,05450,0527,6930,0149999,61000
    3.082 154,1450,0527,6970,0149999,61000
    3.083 154,15450,0527,7010,0149999,61000
    3.084 154,2450,0527,7050,0149999,61000
    3.085 154,25450,0527,7090,0149999,61000
    3.086 154,3450,0527,7130,0149999,61000
    3.087 154,35450,0527,7170,0149999,61000
    3.088 154,4450,0527,7220,0149999,61000
    3.089 154,45450,0527,7260,0149999,61000
    3.090 154,5450,0527,730,0149999,61000
    3.091 154,55450,0527,7340,0149999,61000
    3.092 154,6450,0527,7380,0149999,61000
    3.093 154,65450,0527,7420,0149999,61000
    3.094 154,7450,0527,7460,0149999,61000
    3.095 154,75450,0527,750,0149999,61000
    3.096 154,8450,0527,7540,0149999,61000
    3.097 154,85450,0527,7580,0149999,61000
    3.098 154,9450,0527,7620,0149999,61000
    3.099 154,95450,0527,7660,0149999,61000
    3.100 155,0450,0527,770,0149999,61000

    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 →