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.

    4.901–5.000 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
    4.901 245,05450,0535,0970,0150000,01000
    4.902 245,1450,0535,1010,0150000,01000
    4.903 245,15450,0535,1050,0150000,01000
    4.904 245,2450,0535,1090,0150000,01000
    4.905 245,25450,0535,1130,0150000,01000
    4.906 245,3450,0535,1170,0150000,01000
    4.907 245,35450,0535,1220,0150000,01000
    4.908 245,4450,0535,1260,0150000,01000
    4.909 245,45450,0535,130,0150000,01000
    4.910 245,5450,0535,1340,0150000,01000
    4.911 245,55450,0535,1380,0150000,01000
    4.912 245,6450,0535,1420,0150000,01000
    4.913 245,65450,0535,1460,0150000,01000
    4.914 245,7450,0535,150,0150000,01000
    4.915 245,75450,0535,1540,0150000,01000
    4.916 245,8450,0535,1580,0150000,01000
    4.917 245,85450,0535,1620,0150000,01000
    4.918 245,9450,0535,1660,0150000,01000
    4.919 245,95450,0535,170,0150000,01000
    4.920 246,0450,0535,1740,0150000,01000
    4.921 246,05450,0535,1780,0150000,01000
    4.922 246,1450,0535,1830,0150000,01000
    4.923 246,15450,0535,1870,0150000,01000
    4.924 246,2450,0535,1910,0150000,01000
    4.925 246,25450,0535,1950,0150000,01000
    4.926 246,3450,0535,1990,0150000,01000
    4.927 246,35450,0535,2030,0150000,01000
    4.928 246,4450,0535,2070,0150000,01000
    4.929 246,45450,0535,2110,0150000,01000
    4.930 246,5450,0535,2150,0150000,01000
    4.931 246,55450,0535,2190,0150000,01000
    4.932 246,6450,0535,2230,0150000,01000
    4.933 246,65450,0535,2270,0150000,01000
    4.934 246,7450,0535,2310,0150000,01000
    4.935 246,75450,0535,2350,0150000,01000
    4.936 246,8450,0535,240,0150000,01000
    4.937 246,85450,0535,2440,0150000,01000
    4.938 246,9450,0535,2480,0150000,01000
    4.939 246,95450,0535,2520,0150000,01000
    4.940 247,0450,0535,2560,0150000,01000
    4.941 247,05450,0535,260,0150000,01000
    4.942 247,1450,0535,2640,0150000,01000
    4.943 247,15450,0535,2680,0150000,01000
    4.944 247,2450,0535,2720,0150000,01000
    4.945 247,25450,0535,2760,0150000,01000
    4.946 247,3450,0535,280,0150000,01000
    4.947 247,35450,0535,2840,0150000,01000
    4.948 247,4450,0535,2880,0150000,01000
    4.949 247,45450,0535,2920,0150000,01000
    4.950 247,5450,0535,2960,0150000,01000
    4.951 247,55450,0535,3010,0150000,01000
    4.952 247,6450,0535,3050,0150000,01000
    4.953 247,65450,0535,3090,0150000,01000
    4.954 247,7450,0535,3130,0150000,01000
    4.955 247,75450,0535,3170,0150000,01000
    4.956 247,8450,0535,3210,0150000,01000
    4.957 247,85450,0535,3250,0150000,01000
    4.958 247,9450,0535,3290,0150000,01000
    4.959 247,95450,0535,3330,0150000,01000
    4.960 248,0450,0535,3370,0150000,01000
    4.961 248,05450,0535,3410,0150000,01000
    4.962 248,1450,0535,3450,0150000,01000
    4.963 248,15450,0535,3490,0150000,01000
    4.964 248,2450,0535,3530,0150000,01000
    4.965 248,25450,0535,3570,0150000,01000
    4.966 248,3450,0535,3620,0150000,01000
    4.967 248,35450,0535,3660,0150000,01000
    4.968 248,4450,0535,370,0150000,01000
    4.969 248,45450,0535,3740,0150000,01000
    4.970 248,5450,0535,3780,0150000,01000
    4.971 248,55450,0535,3820,0150000,01000
    4.972 248,6450,0535,3860,0150000,01000
    4.973 248,65450,0535,390,0150000,01000
    4.974 248,7450,0535,3940,0150000,01000
    4.975 248,75450,0535,3980,0150000,01000
    4.976 248,8450,0535,4020,0150000,01000
    4.977 248,85450,0535,4060,0150000,01000
    4.978 248,9450,0535,410,0150000,01000
    4.979 248,95450,0535,4140,0150000,01000
    4.980 249,0450,0535,4180,0150000,01000
    4.981 249,05450,0535,4230,0150000,01000
    4.982 249,1450,0535,4270,0150000,01000
    4.983 249,15450,0535,4310,0150000,01000
    4.984 249,2450,0535,4350,0150000,01000
    4.985 249,25450,0535,4390,0150000,01000
    4.986 249,3450,0535,4430,0150000,01000
    4.987 249,35450,0535,4470,0150000,01000
    4.988 249,4450,0535,4510,0150000,01000
    4.989 249,45450,0535,4550,0150000,01000
    4.990 249,5450,0535,4590,0150000,01000
    4.991 249,55450,0535,4630,0150000,01000
    4.992 249,6450,0535,4670,0150000,01000
    4.993 249,65450,0535,4710,0150000,01000
    4.994 249,7450,0535,4750,0150000,01000
    4.995 249,75450,0535,480,0150000,01000
    4.996 249,8450,0535,4840,0150000,01000
    4.997 249,85450,0535,4880,0150000,01000
    4.998 249,9450,0535,4920,0150000,01000
    4.999 249,95450,0535,4960,0150000,01000
    5.000 250,0450,0535,50,0150000,01000

    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 →