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.

    3.601–3.700 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
    3.601 180,05450,0529,8090,0150000,01000
    3.602 180,1450,0529,8130,0150000,01000
    3.603 180,15450,0529,8170,0150000,01000
    3.604 180,2450,0529,8210,0150000,01000
    3.605 180,25450,0529,8250,0150000,01000
    3.606 180,3450,0529,8290,0150000,01000
    3.607 180,35450,0529,8330,0150000,01000
    3.608 180,4450,0529,8370,0150000,01000
    3.609 180,45450,0529,8410,0150000,01000
    3.610 180,5450,0529,8450,0150000,01000
    3.611 180,55450,0529,8490,0150000,01000
    3.612 180,6450,0529,8530,0150000,01000
    3.613 180,65450,0529,8570,0150000,01000
    3.614 180,7450,0529,8610,0150000,01000
    3.615 180,75450,0529,8650,0150000,01000
    3.616 180,8450,0529,870,0150000,01000
    3.617 180,85450,0529,8740,0150000,01000
    3.618 180,9450,0529,8780,0150000,01000
    3.619 180,95450,0529,8820,0150000,01000
    3.620 181,0450,0529,8860,0150000,01000
    3.621 181,05450,0529,890,0150000,01000
    3.622 181,1450,0529,8940,0150000,01000
    3.623 181,15450,0529,8980,0150000,01000
    3.624 181,2450,0529,9020,0150000,01000
    3.625 181,25450,0529,9060,0150000,01000
    3.626 181,3450,0529,910,0150000,01000
    3.627 181,35450,0529,9140,0150000,01000
    3.628 181,4450,0529,9180,0150000,01000
    3.629 181,45450,0529,9220,0150000,01000
    3.630 181,5450,0529,9260,0150000,01000
    3.631 181,55450,0529,9310,0150000,01000
    3.632 181,6450,0529,9350,0150000,01000
    3.633 181,65450,0529,9390,0150000,01000
    3.634 181,7450,0529,9430,0150000,01000
    3.635 181,75450,0529,9470,0150000,01000
    3.636 181,8450,0529,9510,0150000,01000
    3.637 181,85450,0529,9550,0150000,01000
    3.638 181,9450,0529,9590,0150000,01000
    3.639 181,95450,0529,9630,0150000,01000
    3.640 182,0450,0529,9670,0150000,01000
    3.641 182,05450,0529,9710,0150000,01000
    3.642 182,1450,0529,9750,0150000,01000
    3.643 182,15450,0529,9790,0150000,01000
    3.644 182,2450,0529,9830,0150000,01000
    3.645 182,25450,0529,9880,0150000,01000
    3.646 182,3450,0529,9920,0150000,01000
    3.647 182,35450,0529,9960,0150000,01000
    3.648 182,4450,0530,00,0150000,01000
    3.649 182,45450,0530,0040,0150000,01000
    3.650 182,5450,0530,0080,0150000,01000
    3.651 182,55450,0530,0120,0150000,01000
    3.652 182,6450,0530,0160,0150000,01000
    3.653 182,65450,0530,020,0150000,01000
    3.654 182,7450,0530,0240,0150000,01000
    3.655 182,75450,0530,0280,0150000,01000
    3.656 182,8450,0530,0320,0150000,01000
    3.657 182,85450,0530,0360,0150000,01000
    3.658 182,9450,0530,040,0150000,01000
    3.659 182,95450,0530,0440,0150000,01000
    3.660 183,0450,0530,0490,0150000,01000
    3.661 183,05450,0530,0530,0150000,01000
    3.662 183,1450,0530,0570,0150000,01000
    3.663 183,15450,0530,0610,0150000,01000
    3.664 183,2450,0530,0650,0150000,01000
    3.665 183,25450,0530,0690,0150000,01000
    3.666 183,3450,0530,0730,0150000,01000
    3.667 183,35450,0530,0770,0150000,01000
    3.668 183,4450,0530,0810,0150000,01000
    3.669 183,45450,0530,0850,0150000,01000
    3.670 183,5450,0530,0890,0150000,01000
    3.671 183,55450,0530,0930,0150000,01000
    3.672 183,6450,0530,0970,0150000,01000
    3.673 183,65450,0530,1010,0150000,01000
    3.674 183,7450,0530,1050,0150000,01000
    3.675 183,75450,0530,110,0150000,01000
    3.676 183,8450,0530,1140,0150000,01000
    3.677 183,85450,0530,1180,0150000,01000
    3.678 183,9450,0530,1220,0150000,01000
    3.679 183,95450,0530,1260,0150000,01000
    3.680 184,0450,0530,130,0150000,01000
    3.681 184,05450,0530,1340,0150000,01000
    3.682 184,1450,0530,1380,0150000,01000
    3.683 184,15450,0530,1420,0150000,01000
    3.684 184,2450,0530,1460,0150000,01000
    3.685 184,25450,0530,150,0150000,01000
    3.686 184,3450,0530,1540,0150000,01000
    3.687 184,35450,0530,1580,0150000,01000
    3.688 184,4450,0530,1620,0150000,01000
    3.689 184,45450,0530,1670,0150000,01000
    3.690 184,5450,0530,1710,0150000,01000
    3.691 184,55450,0530,1750,0150000,01000
    3.692 184,6450,0530,1790,0150000,01000
    3.693 184,65450,0530,1830,0150000,01000
    3.694 184,7450,0530,1870,0150000,01000
    3.695 184,75450,0530,1910,0150000,01000
    3.696 184,8450,0530,1950,0150000,01000
    3.697 184,85450,0530,1990,0150000,01000
    3.698 184,9450,0530,2030,0150000,01000
    3.699 184,95450,0530,2070,0150000,01000
    3.700 185,0450,0530,2110,0150000,01000

    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 →