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.

    301–400 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
    301 15,05450,0516,660,0107315,01000
    302 15,1450,0516,6630,0107492,81000
    303 15,15450,0516,6660,0107669,91000
    304 15,2450,0516,6690,0107846,31000
    305 15,25450,0516,6720,0108021,91000
    306 15,3450,0516,6750,0108196,91000
    307 15,35450,0516,6780,0108371,01000
    308 15,4450,0516,6810,0108544,51000
    309 15,45450,0516,6840,0108717,21000
    310 15,5450,0516,6870,0108889,21000
    311 15,55450,0516,690,0109060,51000
    312 15,6450,0516,6930,0109231,11000
    313 15,65450,0516,6960,0109401,01000
    314 15,7450,0516,6990,0109570,11000
    315 15,75450,0516,7020,0109738,61000
    316 15,8450,0516,7050,0109906,41000
    317 15,85450,0516,7080,0110073,41000
    318 15,9450,0516,710,0110239,81000
    319 15,95450,0516,7130,0110405,41000
    320 16,0450,0516,7160,0110570,41000
    321 16,05450,0516,7190,0110734,71000
    322 16,1450,0516,7230,0110898,31000
    323 16,15450,0516,7260,0111061,21000
    324 16,2450,0516,7290,0111223,51000
    325 16,25450,0516,7320,0111385,01000
    326 16,3450,0516,7350,0111545,91000
    327 16,35450,0516,7380,0111706,21000
    328 16,4450,0516,7410,0111865,71000
    329 16,45450,0516,7440,0112024,61000
    330 16,5450,0516,7470,0112182,81000
    331 16,55450,0516,750,0112340,41000
    332 16,6450,0516,7530,0112497,31000
    333 16,65450,0516,7560,0112653,61000
    334 16,7450,0516,7590,0112809,21000
    335 16,75450,0516,7620,0112964,21000
    336 16,8450,0516,7650,0113118,51000
    337 16,85450,0516,7680,0113272,21000
    338 16,9450,0516,7710,0113425,21000
    339 16,95450,0516,7740,0113577,61000
    340 17,0450,0516,7770,0113729,31000
    341 17,05450,0516,780,0113880,51000
    342 17,1450,0516,7840,0114031,01000
    343 17,15450,0516,7870,0114180,81000
    344 17,2450,0516,790,0114330,11000
    345 17,25450,0516,7930,0114478,71000
    346 17,3450,0516,7960,0114626,71000
    347 17,35450,0516,7990,0114774,11000
    348 17,4450,0516,8020,0114920,91000
    349 17,45450,0516,8050,0115067,01000
    350 17,5450,0516,8080,0115212,61000
    351 17,55450,0516,8120,0115357,51000
    352 17,6450,0516,8150,0115501,91000
    353 17,65450,0516,8180,0115645,61000
    354 17,7450,0516,8210,0115788,81000
    355 17,75450,0516,8240,0115931,31000
    356 17,8450,0516,8270,0116073,31000
    357 17,85450,0516,830,0116214,61000
    358 17,9450,0516,8340,0116355,41000
    359 17,95450,0516,8370,0116495,61000
    360 18,0450,0516,840,0116635,21000
    361 18,05450,0516,8430,0116774,21000
    362 18,1450,0516,8460,0116912,71000
    363 18,15450,0516,8490,0117050,51000
    364 18,2450,0516,8530,0117187,81000
    365 18,25450,0516,8560,0117324,51000
    366 18,3450,0516,8590,0117460,71000
    367 18,35450,0516,8620,0117596,31000
    368 18,4450,0516,8650,0117731,31000
    369 18,45450,0516,8690,0117865,71000
    370 18,5450,0516,8720,0117999,61000
    371 18,55450,0516,8750,0118133,01000
    372 18,6450,0516,8780,0118265,71000
    373 18,65450,0516,8810,0118398,01000
    374 18,7450,0516,8850,0118529,61000
    375 18,75450,0516,8880,0118660,81000
    376 18,8450,0516,8910,0118791,31000
    377 18,85450,0516,8940,0118921,41000
    378 18,9450,0516,8970,0119050,91000
    379 18,95450,0516,9010,0119179,81000
    380 19,0450,0516,9040,0119308,21000
    381 19,05450,0516,9070,0119436,11000
    382 19,1450,0516,910,0119563,51000
    383 19,15450,0516,9140,0119690,31000
    384 19,2450,0516,9170,0119816,61000
    385 19,25450,0516,920,0119942,31000
    386 19,3450,0516,9230,0120067,61000
    387 19,35450,0516,9270,0120192,31000
    388 19,4450,0516,930,0120316,51000
    389 19,45450,0516,9330,0120440,21000
    390 19,5450,0516,9360,0120563,41000
    391 19,55450,0516,940,0120686,01000
    392 19,6450,0516,9430,0120808,11000
    393 19,65450,0516,9460,0120929,81000
    394 19,7450,0516,950,0121050,91000
    395 19,75450,0516,9530,0121171,51000
    396 19,8450,0516,9560,0121291,61000
    397 19,85450,0516,9590,0121411,31000
    398 19,9450,0516,9630,0121530,41000
    399 19,95450,0516,9660,0121649,01000
    400 20,0450,0516,9690,0121767,11000

    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 →