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.

    3.301–3.400 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
    3.301 165,05450,0528,5880,0149999,81000
    3.302 165,1450,0528,5920,0149999,81000
    3.303 165,15450,0528,5960,0149999,81000
    3.304 165,2450,0528,60,0149999,81000
    3.305 165,25450,0528,6040,0149999,81000
    3.306 165,3450,0528,6080,0149999,81000
    3.307 165,35450,0528,6120,0149999,81000
    3.308 165,4450,0528,6170,0149999,81000
    3.309 165,45450,0528,6210,0149999,91000
    3.310 165,5450,0528,6250,0149999,91000
    3.311 165,55450,0528,6290,0149999,91000
    3.312 165,6450,0528,6330,0149999,91000
    3.313 165,65450,0528,6370,0149999,91000
    3.314 165,7450,0528,6410,0149999,91000
    3.315 165,75450,0528,6450,0149999,91000
    3.316 165,8450,0528,6490,0149999,91000
    3.317 165,85450,0528,6530,0149999,91000
    3.318 165,9450,0528,6570,0149999,91000
    3.319 165,95450,0528,6610,0149999,91000
    3.320 166,0450,0528,6650,0149999,91000
    3.321 166,05450,0528,6690,0149999,91000
    3.322 166,1450,0528,6740,0149999,91000
    3.323 166,15450,0528,6780,0149999,91000
    3.324 166,2450,0528,6820,0149999,91000
    3.325 166,25450,0528,6860,0149999,91000
    3.326 166,3450,0528,690,0149999,91000
    3.327 166,35450,0528,6940,0149999,91000
    3.328 166,4450,0528,6980,0149999,91000
    3.329 166,45450,0528,7020,0149999,91000
    3.330 166,5450,0528,7060,0149999,91000
    3.331 166,55450,0528,710,0149999,91000
    3.332 166,6450,0528,7140,0149999,91000
    3.333 166,65450,0528,7180,0149999,91000
    3.334 166,7450,0528,7220,0149999,91000
    3.335 166,75450,0528,7260,0149999,91000
    3.336 166,8450,0528,730,0149999,91000
    3.337 166,85450,0528,7350,0149999,91000
    3.338 166,9450,0528,7390,0149999,91000
    3.339 166,95450,0528,7430,0149999,91000
    3.340 167,0450,0528,7470,0149999,91000
    3.341 167,05450,0528,7510,0149999,91000
    3.342 167,1450,0528,7550,0149999,91000
    3.343 167,15450,0528,7590,0149999,91000
    3.344 167,2450,0528,7630,0149999,91000
    3.345 167,25450,0528,7670,0149999,91000
    3.346 167,3450,0528,7710,0149999,91000
    3.347 167,35450,0528,7750,0149999,91000
    3.348 167,4450,0528,7790,0149999,91000
    3.349 167,45450,0528,7830,0149999,91000
    3.350 167,5450,0528,7870,0149999,91000
    3.351 167,55450,0528,7910,0149999,91000
    3.352 167,6450,0528,7960,0149999,91000
    3.353 167,65450,0528,80,0149999,91000
    3.354 167,7450,0528,8040,0149999,91000
    3.355 167,75450,0528,8080,0149999,91000
    3.356 167,8450,0528,8120,0149999,91000
    3.357 167,85450,0528,8160,0149999,91000
    3.358 167,9450,0528,820,0149999,91000
    3.359 167,95450,0528,8240,0149999,91000
    3.360 168,0450,0528,8280,0149999,91000
    3.361 168,05450,0528,8320,0149999,91000
    3.362 168,1450,0528,8360,0149999,91000
    3.363 168,15450,0528,840,0149999,91000
    3.364 168,2450,0528,8440,0149999,91000
    3.365 168,25450,0528,8480,0149999,91000
    3.366 168,3450,0528,8530,0149999,91000
    3.367 168,35450,0528,8570,0149999,91000
    3.368 168,4450,0528,8610,0149999,91000
    3.369 168,45450,0528,8650,0149999,91000
    3.370 168,5450,0528,8690,0149999,91000
    3.371 168,55450,0528,8730,0149999,91000
    3.372 168,6450,0528,8770,0149999,91000
    3.373 168,65450,0528,8810,0149999,91000
    3.374 168,7450,0528,8850,0149999,91000
    3.375 168,75450,0528,8890,0149999,91000
    3.376 168,8450,0528,8930,0149999,91000
    3.377 168,85450,0528,8970,0149999,91000
    3.378 168,9450,0528,9010,0149999,91000
    3.379 168,95450,0528,9050,0149999,91000
    3.380 169,0450,0528,9090,0149999,91000
    3.381 169,05450,0528,9140,0149999,91000
    3.382 169,1450,0528,9180,0149999,91000
    3.383 169,15450,0528,9220,0149999,91000
    3.384 169,2450,0528,9260,0149999,91000
    3.385 169,25450,0528,930,0149999,91000
    3.386 169,3450,0528,9340,0149999,91000
    3.387 169,35450,0528,9380,0149999,91000
    3.388 169,4450,0528,9420,0149999,91000
    3.389 169,45450,0528,9460,0149999,91000
    3.390 169,5450,0528,950,0149999,91000
    3.391 169,55450,0528,9540,0149999,91000
    3.392 169,6450,0528,9580,0149999,91000
    3.393 169,65450,0528,9620,0149999,91000
    3.394 169,7450,0528,9660,0149999,91000
    3.395 169,75450,0528,970,0149999,91000
    3.396 169,8450,0528,9750,0149999,91000
    3.397 169,85450,0528,9790,0149999,91000
    3.398 169,9450,0528,9830,0149999,91000
    3.399 169,95450,0528,9870,0149999,91000
    3.400 170,0450,0528,9910,0149999,91000

    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 →