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.

    3.101–3.200 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
    3.101 155,05450,0527,7740,0149999,61000
    3.102 155,1450,0527,7790,0149999,61000
    3.103 155,15450,0527,7830,0149999,61000
    3.104 155,2450,0527,7870,0149999,61000
    3.105 155,25450,0527,7910,0149999,61000
    3.106 155,3450,0527,7950,0149999,71000
    3.107 155,35450,0527,7990,0149999,71000
    3.108 155,4450,0527,8030,0149999,71000
    3.109 155,45450,0527,8070,0149999,71000
    3.110 155,5450,0527,8110,0149999,71000
    3.111 155,55450,0527,8150,0149999,71000
    3.112 155,6450,0527,8190,0149999,71000
    3.113 155,65450,0527,8230,0149999,71000
    3.114 155,7450,0527,8270,0149999,71000
    3.115 155,75450,0527,8310,0149999,71000
    3.116 155,8450,0527,8350,0149999,71000
    3.117 155,85450,0527,840,0149999,71000
    3.118 155,9450,0527,8440,0149999,71000
    3.119 155,95450,0527,8480,0149999,71000
    3.120 156,0450,0527,8520,0149999,71000
    3.121 156,05450,0527,8560,0149999,71000
    3.122 156,1450,0527,860,0149999,71000
    3.123 156,15450,0527,8640,0149999,71000
    3.124 156,2450,0527,8680,0149999,71000
    3.125 156,25450,0527,8720,0149999,71000
    3.126 156,3450,0527,8760,0149999,71000
    3.127 156,35450,0527,880,0149999,71000
    3.128 156,4450,0527,8840,0149999,71000
    3.129 156,45450,0527,8880,0149999,71000
    3.130 156,5450,0527,8920,0149999,71000
    3.131 156,55450,0527,8960,0149999,71000
    3.132 156,6450,0527,9010,0149999,71000
    3.133 156,65450,0527,9050,0149999,71000
    3.134 156,7450,0527,9090,0149999,71000
    3.135 156,75450,0527,9130,0149999,71000
    3.136 156,8450,0527,9170,0149999,71000
    3.137 156,85450,0527,9210,0149999,71000
    3.138 156,9450,0527,9250,0149999,71000
    3.139 156,95450,0527,9290,0149999,71000
    3.140 157,0450,0527,9330,0149999,71000
    3.141 157,05450,0527,9370,0149999,71000
    3.142 157,1450,0527,9410,0149999,71000
    3.143 157,15450,0527,9450,0149999,71000
    3.144 157,2450,0527,9490,0149999,71000
    3.145 157,25450,0527,9530,0149999,71000
    3.146 157,3450,0527,9580,0149999,71000
    3.147 157,35450,0527,9620,0149999,71000
    3.148 157,4450,0527,9660,0149999,71000
    3.149 157,45450,0527,970,0149999,71000
    3.150 157,5450,0527,9740,0149999,71000
    3.151 157,55450,0527,9780,0149999,71000
    3.152 157,6450,0527,9820,0149999,71000
    3.153 157,65450,0527,9860,0149999,71000
    3.154 157,7450,0527,990,0149999,71000
    3.155 157,75450,0527,9940,0149999,71000
    3.156 157,8450,0527,9980,0149999,71000
    3.157 157,85450,0528,0020,0149999,71000
    3.158 157,9450,0528,0060,0149999,71000
    3.159 157,95450,0528,010,0149999,71000
    3.160 158,0450,0528,0140,0149999,71000
    3.161 158,05450,0528,0190,0149999,71000
    3.162 158,1450,0528,0230,0149999,71000
    3.163 158,15450,0528,0270,0149999,71000
    3.164 158,2450,0528,0310,0149999,71000
    3.165 158,25450,0528,0350,0149999,71000
    3.166 158,3450,0528,0390,0149999,71000
    3.167 158,35450,0528,0430,0149999,71000
    3.168 158,4450,0528,0470,0149999,71000
    3.169 158,45450,0528,0510,0149999,71000
    3.170 158,5450,0528,0550,0149999,71000
    3.171 158,55450,0528,0590,0149999,71000
    3.172 158,6450,0528,0630,0149999,71000
    3.173 158,65450,0528,0670,0149999,71000
    3.174 158,7450,0528,0710,0149999,71000
    3.175 158,75450,0528,0750,0149999,71000
    3.176 158,8450,0528,080,0149999,71000
    3.177 158,85450,0528,0840,0149999,71000
    3.178 158,9450,0528,0880,0149999,71000
    3.179 158,95450,0528,0920,0149999,71000
    3.180 159,0450,0528,0960,0149999,71000
    3.181 159,05450,0528,10,0149999,71000
    3.182 159,1450,0528,1040,0149999,71000
    3.183 159,15450,0528,1080,0149999,71000
    3.184 159,2450,0528,1120,0149999,71000
    3.185 159,25450,0528,1160,0149999,71000
    3.186 159,3450,0528,120,0149999,71000
    3.187 159,35450,0528,1240,0149999,81000
    3.188 159,4450,0528,1280,0149999,81000
    3.189 159,45450,0528,1320,0149999,81000
    3.190 159,5450,0528,1370,0149999,81000
    3.191 159,55450,0528,1410,0149999,81000
    3.192 159,6450,0528,1450,0149999,81000
    3.193 159,65450,0528,1490,0149999,81000
    3.194 159,7450,0528,1530,0149999,81000
    3.195 159,75450,0528,1570,0149999,81000
    3.196 159,8450,0528,1610,0149999,81000
    3.197 159,85450,0528,1650,0149999,81000
    3.198 159,9450,0528,1690,0149999,81000
    3.199 159,95450,0528,1730,0149999,81000
    3.200 160,0450,0528,1770,0149999,81000

    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 →