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.

    3.401–3.500 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
    3.401 170,05450,0528,9950,0149999,91000
    3.402 170,1450,0528,9990,0149999,91000
    3.403 170,15450,0529,0030,0149999,91000
    3.404 170,2450,0529,0070,0149999,91000
    3.405 170,25450,0529,0110,0149999,91000
    3.406 170,3450,0529,0150,0149999,91000
    3.407 170,35450,0529,0190,0149999,91000
    3.408 170,4450,0529,0230,0149999,91000
    3.409 170,45450,0529,0270,0149999,91000
    3.410 170,5450,0529,0320,0149999,91000
    3.411 170,55450,0529,0360,0149999,91000
    3.412 170,6450,0529,040,0149999,91000
    3.413 170,65450,0529,0440,0149999,91000
    3.414 170,7450,0529,0480,0149999,91000
    3.415 170,75450,0529,0520,0149999,91000
    3.416 170,8450,0529,0560,0149999,91000
    3.417 170,85450,0529,060,0149999,91000
    3.418 170,9450,0529,0640,0149999,91000
    3.419 170,95450,0529,0680,0149999,91000
    3.420 171,0450,0529,0720,0149999,91000
    3.421 171,05450,0529,0760,0149999,91000
    3.422 171,1450,0529,080,0149999,91000
    3.423 171,15450,0529,0840,0149999,91000
    3.424 171,2450,0529,0880,0149999,91000
    3.425 171,25450,0529,0930,0149999,91000
    3.426 171,3450,0529,0970,0149999,91000
    3.427 171,35450,0529,1010,0149999,91000
    3.428 171,4450,0529,1050,0149999,91000
    3.429 171,45450,0529,1090,0149999,91000
    3.430 171,5450,0529,1130,0149999,91000
    3.431 171,55450,0529,1170,0149999,91000
    3.432 171,6450,0529,1210,0149999,91000
    3.433 171,65450,0529,1250,0149999,91000
    3.434 171,7450,0529,1290,0149999,91000
    3.435 171,75450,0529,1330,0149999,91000
    3.436 171,8450,0529,1370,0149999,91000
    3.437 171,85450,0529,1410,0149999,91000
    3.438 171,9450,0529,1450,0149999,91000
    3.439 171,95450,0529,1490,0149999,91000
    3.440 172,0450,0529,1540,0149999,91000
    3.441 172,05450,0529,1580,0149999,91000
    3.442 172,1450,0529,1620,0149999,91000
    3.443 172,15450,0529,1660,0149999,91000
    3.444 172,2450,0529,170,0149999,91000
    3.445 172,25450,0529,1740,0149999,91000
    3.446 172,3450,0529,1780,0149999,91000
    3.447 172,35450,0529,1820,0149999,91000
    3.448 172,4450,0529,1860,0149999,91000
    3.449 172,45450,0529,190,0149999,91000
    3.450 172,5450,0529,1940,0149999,91000
    3.451 172,55450,0529,1980,0149999,91000
    3.452 172,6450,0529,2020,0149999,91000
    3.453 172,65450,0529,2060,0149999,91000
    3.454 172,7450,0529,210,0149999,91000
    3.455 172,75450,0529,2150,0149999,91000
    3.456 172,8450,0529,2190,0149999,91000
    3.457 172,85450,0529,2230,0149999,91000
    3.458 172,9450,0529,2270,0149999,91000
    3.459 172,95450,0529,2310,0149999,91000
    3.460 173,0450,0529,2350,0149999,91000
    3.461 173,05450,0529,2390,0149999,91000
    3.462 173,1450,0529,2430,0149999,91000
    3.463 173,15450,0529,2470,0149999,91000
    3.464 173,2450,0529,2510,0149999,91000
    3.465 173,25450,0529,2550,0149999,91000
    3.466 173,3450,0529,2590,0149999,91000
    3.467 173,35450,0529,2630,0149999,91000
    3.468 173,4450,0529,2670,0149999,91000
    3.469 173,45450,0529,2720,0149999,91000
    3.470 173,5450,0529,2760,0149999,91000
    3.471 173,55450,0529,280,0149999,91000
    3.472 173,6450,0529,2840,0149999,91000
    3.473 173,65450,0529,2880,0149999,91000
    3.474 173,7450,0529,2920,0149999,91000
    3.475 173,75450,0529,2960,0149999,91000
    3.476 173,8450,0529,30,0149999,91000
    3.477 173,85450,0529,3040,0149999,91000
    3.478 173,9450,0529,3080,0149999,91000
    3.479 173,95450,0529,3120,0149999,91000
    3.480 174,0450,0529,3160,0149999,91000
    3.481 174,05450,0529,320,0149999,91000
    3.482 174,1450,0529,3240,0149999,91000
    3.483 174,15450,0529,3280,0149999,91000
    3.484 174,2450,0529,3330,0149999,91000
    3.485 174,25450,0529,3370,0149999,91000
    3.486 174,3450,0529,3410,0149999,91000
    3.487 174,35450,0529,3450,0149999,91000
    3.488 174,4450,0529,3490,0149999,91000
    3.489 174,45450,0529,3530,0149999,91000
    3.490 174,5450,0529,3570,0149999,91000
    3.491 174,55450,0529,3610,0149999,91000
    3.492 174,6450,0529,3650,0149999,91000
    3.493 174,65450,0529,3690,0149999,91000
    3.494 174,7450,0529,3730,0149999,91000
    3.495 174,75450,0529,3770,0149999,91000
    3.496 174,8450,0529,3810,0149999,91000
    3.497 174,85450,0529,3850,0149999,91000
    3.498 174,9450,0529,3890,0149999,91000
    3.499 174,95450,0529,3940,0149999,91000
    3.500 175,0450,0529,3980,0149999,91000

    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 →