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.

    3.201–3.300 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
    3.201 160,05450,0528,1810,0149999,81000
    3.202 160,1450,0528,1850,0149999,81000
    3.203 160,15450,0528,1890,0149999,81000
    3.204 160,2450,0528,1930,0149999,81000
    3.205 160,25450,0528,1980,0149999,81000
    3.206 160,3450,0528,2020,0149999,81000
    3.207 160,35450,0528,2060,0149999,81000
    3.208 160,4450,0528,210,0149999,81000
    3.209 160,45450,0528,2140,0149999,81000
    3.210 160,5450,0528,2180,0149999,81000
    3.211 160,55450,0528,2220,0149999,81000
    3.212 160,6450,0528,2260,0149999,81000
    3.213 160,65450,0528,230,0149999,81000
    3.214 160,7450,0528,2340,0149999,81000
    3.215 160,75450,0528,2380,0149999,81000
    3.216 160,8450,0528,2420,0149999,81000
    3.217 160,85450,0528,2460,0149999,81000
    3.218 160,9450,0528,250,0149999,81000
    3.219 160,95450,0528,2540,0149999,81000
    3.220 161,0450,0528,2590,0149999,81000
    3.221 161,05450,0528,2630,0149999,81000
    3.222 161,1450,0528,2670,0149999,81000
    3.223 161,15450,0528,2710,0149999,81000
    3.224 161,2450,0528,2750,0149999,81000
    3.225 161,25450,0528,2790,0149999,81000
    3.226 161,3450,0528,2830,0149999,81000
    3.227 161,35450,0528,2870,0149999,81000
    3.228 161,4450,0528,2910,0149999,81000
    3.229 161,45450,0528,2950,0149999,81000
    3.230 161,5450,0528,2990,0149999,81000
    3.231 161,55450,0528,3030,0149999,81000
    3.232 161,6450,0528,3070,0149999,81000
    3.233 161,65450,0528,3110,0149999,81000
    3.234 161,7450,0528,3160,0149999,81000
    3.235 161,75450,0528,320,0149999,81000
    3.236 161,8450,0528,3240,0149999,81000
    3.237 161,85450,0528,3280,0149999,81000
    3.238 161,9450,0528,3320,0149999,81000
    3.239 161,95450,0528,3360,0149999,81000
    3.240 162,0450,0528,340,0149999,81000
    3.241 162,05450,0528,3440,0149999,81000
    3.242 162,1450,0528,3480,0149999,81000
    3.243 162,15450,0528,3520,0149999,81000
    3.244 162,2450,0528,3560,0149999,81000
    3.245 162,25450,0528,360,0149999,81000
    3.246 162,3450,0528,3640,0149999,81000
    3.247 162,35450,0528,3680,0149999,81000
    3.248 162,4450,0528,3720,0149999,81000
    3.249 162,45450,0528,3770,0149999,81000
    3.250 162,5450,0528,3810,0149999,81000
    3.251 162,55450,0528,3850,0149999,81000
    3.252 162,6450,0528,3890,0149999,81000
    3.253 162,65450,0528,3930,0149999,81000
    3.254 162,7450,0528,3970,0149999,81000
    3.255 162,75450,0528,4010,0149999,81000
    3.256 162,8450,0528,4050,0149999,81000
    3.257 162,85450,0528,4090,0149999,81000
    3.258 162,9450,0528,4130,0149999,81000
    3.259 162,95450,0528,4170,0149999,81000
    3.260 163,0450,0528,4210,0149999,81000
    3.261 163,05450,0528,4250,0149999,81000
    3.262 163,1450,0528,4290,0149999,81000
    3.263 163,15450,0528,4330,0149999,81000
    3.264 163,2450,0528,4380,0149999,81000
    3.265 163,25450,0528,4420,0149999,81000
    3.266 163,3450,0528,4460,0149999,81000
    3.267 163,35450,0528,450,0149999,81000
    3.268 163,4450,0528,4540,0149999,81000
    3.269 163,45450,0528,4580,0149999,81000
    3.270 163,5450,0528,4620,0149999,81000
    3.271 163,55450,0528,4660,0149999,81000
    3.272 163,6450,0528,470,0149999,81000
    3.273 163,65450,0528,4740,0149999,81000
    3.274 163,7450,0528,4780,0149999,81000
    3.275 163,75450,0528,4820,0149999,81000
    3.276 163,8450,0528,4860,0149999,81000
    3.277 163,85450,0528,490,0149999,81000
    3.278 163,9450,0528,4950,0149999,81000
    3.279 163,95450,0528,4990,0149999,81000
    3.280 164,0450,0528,5030,0149999,81000
    3.281 164,05450,0528,5070,0149999,81000
    3.282 164,1450,0528,5110,0149999,81000
    3.283 164,15450,0528,5150,0149999,81000
    3.284 164,2450,0528,5190,0149999,81000
    3.285 164,25450,0528,5230,0149999,81000
    3.286 164,3450,0528,5270,0149999,81000
    3.287 164,35450,0528,5310,0149999,81000
    3.288 164,4450,0528,5350,0149999,81000
    3.289 164,45450,0528,5390,0149999,81000
    3.290 164,5450,0528,5430,0149999,81000
    3.291 164,55450,0528,5470,0149999,81000
    3.292 164,6450,0528,5510,0149999,81000
    3.293 164,65450,0528,5560,0149999,81000
    3.294 164,7450,0528,560,0149999,81000
    3.295 164,75450,0528,5640,0149999,81000
    3.296 164,8450,0528,5680,0149999,81000
    3.297 164,85450,0528,5720,0149999,81000
    3.298 164,9450,0528,5760,0149999,81000
    3.299 164,95450,0528,580,0149999,81000
    3.300 165,0450,0528,5840,0149999,81000

    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 →