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.

    3.701–3.800 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
    3.701 185,05450,0530,2150,0150000,01000
    3.702 185,1450,0530,2190,0150000,01000
    3.703 185,15450,0530,2230,0150000,01000
    3.704 185,2450,0530,2280,0150000,01000
    3.705 185,25450,0530,2320,0150000,01000
    3.706 185,3450,0530,2360,0150000,01000
    3.707 185,35450,0530,240,0150000,01000
    3.708 185,4450,0530,2440,0150000,01000
    3.709 185,45450,0530,2480,0150000,01000
    3.710 185,5450,0530,2520,0150000,01000
    3.711 185,55450,0530,2560,0150000,01000
    3.712 185,6450,0530,260,0150000,01000
    3.713 185,65450,0530,2640,0150000,01000
    3.714 185,7450,0530,2680,0150000,01000
    3.715 185,75450,0530,2720,0150000,01000
    3.716 185,8450,0530,2760,0150000,01000
    3.717 185,85450,0530,280,0150000,01000
    3.718 185,9450,0530,2840,0150000,01000
    3.719 185,95450,0530,2890,0150000,01000
    3.720 186,0450,0530,2930,0150000,01000
    3.721 186,05450,0530,2970,0150000,01000
    3.722 186,1450,0530,3010,0150000,01000
    3.723 186,15450,0530,3050,0150000,01000
    3.724 186,2450,0530,3090,0150000,01000
    3.725 186,25450,0530,3130,0150000,01000
    3.726 186,3450,0530,3170,0150000,01000
    3.727 186,35450,0530,3210,0150000,01000
    3.728 186,4450,0530,3250,0150000,01000
    3.729 186,45450,0530,3290,0150000,01000
    3.730 186,5450,0530,3330,0150000,01000
    3.731 186,55450,0530,3370,0150000,01000
    3.732 186,6450,0530,3410,0150000,01000
    3.733 186,65450,0530,3460,0150000,01000
    3.734 186,7450,0530,350,0150000,01000
    3.735 186,75450,0530,3540,0150000,01000
    3.736 186,8450,0530,3580,0150000,01000
    3.737 186,85450,0530,3620,0150000,01000
    3.738 186,9450,0530,3660,0150000,01000
    3.739 186,95450,0530,370,0150000,01000
    3.740 187,0450,0530,3740,0150000,01000
    3.741 187,05450,0530,3780,0150000,01000
    3.742 187,1450,0530,3820,0150000,01000
    3.743 187,15450,0530,3860,0150000,01000
    3.744 187,2450,0530,390,0150000,01000
    3.745 187,25450,0530,3940,0150000,01000
    3.746 187,3450,0530,3980,0150000,01000
    3.747 187,35450,0530,4020,0150000,01000
    3.748 187,4450,0530,4070,0150000,01000
    3.749 187,45450,0530,4110,0150000,01000
    3.750 187,5450,0530,4150,0150000,01000
    3.751 187,55450,0530,4190,0150000,01000
    3.752 187,6450,0530,4230,0150000,01000
    3.753 187,65450,0530,4270,0150000,01000
    3.754 187,7450,0530,4310,0150000,01000
    3.755 187,75450,0530,4350,0150000,01000
    3.756 187,8450,0530,4390,0150000,01000
    3.757 187,85450,0530,4430,0150000,01000
    3.758 187,9450,0530,4470,0150000,01000
    3.759 187,95450,0530,4510,0150000,01000
    3.760 188,0450,0530,4550,0150000,01000
    3.761 188,05450,0530,4590,0150000,01000
    3.762 188,1450,0530,4630,0150000,01000
    3.763 188,15450,0530,4680,0150000,01000
    3.764 188,2450,0530,4720,0150000,01000
    3.765 188,25450,0530,4760,0150000,01000
    3.766 188,3450,0530,480,0150000,01000
    3.767 188,35450,0530,4840,0150000,01000
    3.768 188,4450,0530,4880,0150000,01000
    3.769 188,45450,0530,4920,0150000,01000
    3.770 188,5450,0530,4960,0150000,01000
    3.771 188,55450,0530,50,0150000,01000
    3.772 188,6450,0530,5040,0150000,01000
    3.773 188,65450,0530,5080,0150000,01000
    3.774 188,7450,0530,5120,0150000,01000
    3.775 188,75450,0530,5160,0150000,01000
    3.776 188,8450,0530,520,0150000,01000
    3.777 188,85450,0530,5250,0150000,01000
    3.778 188,9450,0530,5290,0150000,01000
    3.779 188,95450,0530,5330,0150000,01000
    3.780 189,0450,0530,5370,0150000,01000
    3.781 189,05450,0530,5410,0150000,01000
    3.782 189,1450,0530,5450,0150000,01000
    3.783 189,15450,0530,5490,0150000,01000
    3.784 189,2450,0530,5530,0150000,01000
    3.785 189,25450,0530,5570,0150000,01000
    3.786 189,3450,0530,5610,0150000,01000
    3.787 189,35450,0530,5650,0150000,01000
    3.788 189,4450,0530,5690,0150000,01000
    3.789 189,45450,0530,5730,0150000,01000
    3.790 189,5450,0530,5770,0150000,01000
    3.791 189,55450,0530,5810,0150000,01000
    3.792 189,6450,0530,5860,0150000,01000
    3.793 189,65450,0530,590,0150000,01000
    3.794 189,7450,0530,5940,0150000,01000
    3.795 189,75450,0530,5980,0150000,01000
    3.796 189,8450,0530,6020,0150000,01000
    3.797 189,85450,0530,6060,0150000,01000
    3.798 189,9450,0530,610,0150000,01000
    3.799 189,95450,0530,6140,0150000,01000
    3.800 190,0450,0530,6180,0150000,01000

    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 →