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.

    5.001–5.100 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
    5.001 250,05450,0535,5040,0150000,01000
    5.002 250,1450,0535,5080,0150000,01000
    5.003 250,15450,0535,5120,0150000,01000
    5.004 250,2450,0535,5160,0150000,01000
    5.005 250,25450,0535,520,0150000,01000
    5.006 250,3450,0535,5240,0150000,01000
    5.007 250,35450,0535,5280,0150000,01000
    5.008 250,4450,0535,5320,0150000,01000
    5.009 250,45450,0535,5360,0150000,01000
    5.010 250,5450,0535,5410,0150000,01000
    5.011 250,55450,0535,5450,0150000,01000
    5.012 250,6450,0535,5490,0150000,01000
    5.013 250,65450,0535,5530,0150000,01000
    5.014 250,7450,0535,5570,0150000,01000
    5.015 250,75450,0535,5610,0150000,01000
    5.016 250,8450,0535,5650,0150000,01000
    5.017 250,85450,0535,5690,0150000,01000
    5.018 250,9450,0535,5730,0150000,01000
    5.019 250,95450,0535,5770,0150000,01000
    5.020 251,0450,0535,5810,0150000,01000
    5.021 251,05450,0535,5850,0150000,01000
    5.022 251,1450,0535,5890,0150000,01000
    5.023 251,15450,0535,5930,0150000,01000
    5.024 251,2450,0535,5970,0150000,01000
    5.025 251,25450,0535,6020,0150000,01000
    5.026 251,3450,0535,6060,0150000,01000
    5.027 251,35450,0535,610,0150000,01000
    5.028 251,4450,0535,6140,0150000,01000
    5.029 251,45450,0535,6180,0150000,01000
    5.030 251,5450,0535,6220,0150000,01000
    5.031 251,55450,0535,6260,0150000,01000
    5.032 251,6450,0535,630,0150000,01000
    5.033 251,65450,0535,6340,0150000,01000
    5.034 251,7450,0535,6380,0150000,01000
    5.035 251,75450,0535,6420,0150000,01000
    5.036 251,8450,0535,6460,0150000,01000
    5.037 251,85450,0535,650,0150000,01000
    5.038 251,9450,0535,6540,0150000,01000
    5.039 251,95450,0535,6590,0150000,01000
    5.040 252,0450,0535,6630,0150000,01000
    5.041 252,05450,0535,6670,0150000,01000
    5.042 252,1450,0535,6710,0150000,01000
    5.043 252,15450,0535,6750,0150000,01000
    5.044 252,2450,0535,6790,0150000,01000
    5.045 252,25450,0535,6830,0150000,01000
    5.046 252,3450,0535,6870,0150000,01000
    5.047 252,35450,0535,6910,0150000,01000
    5.048 252,4450,0535,6950,0150000,01000
    5.049 252,45450,0535,6990,0150000,01000
    5.050 252,5450,0535,7030,0150000,01000
    5.051 252,55450,0535,7070,0150000,01000
    5.052 252,6450,0535,7110,0150000,01000
    5.053 252,65450,0535,7150,0150000,01000
    5.054 252,7450,0535,720,0150000,01000
    5.055 252,75450,0535,7240,0150000,01000
    5.056 252,8450,0535,7280,0150000,01000
    5.057 252,85450,0535,7320,0150000,01000
    5.058 252,9450,0535,7360,0150000,01000
    5.059 252,95450,0535,740,0150000,01000
    5.060 253,0450,0535,7440,0150000,01000
    5.061 253,05450,0535,7480,0150000,01000
    5.062 253,1450,0535,7520,0150000,01000
    5.063 253,15450,0535,7560,0150000,01000
    5.064 253,2450,0535,760,0150000,01000
    5.065 253,25450,0535,7640,0150000,01000
    5.066 253,3450,0535,7680,0150000,01000
    5.067 253,35450,0535,7720,0150000,01000
    5.068 253,4450,0535,7760,0150000,01000
    5.069 253,45450,0535,7810,0150000,01000
    5.070 253,5450,0535,7850,0150000,01000
    5.071 253,55450,0535,7890,0150000,01000
    5.072 253,6450,0535,7930,0150000,01000
    5.073 253,65450,0535,7970,0150000,01000
    5.074 253,7450,0535,8010,0150000,01000
    5.075 253,75450,0535,8050,0150000,01000
    5.076 253,8450,0535,8090,0150000,01000
    5.077 253,85450,0535,8130,0150000,01000
    5.078 253,9450,0535,8170,0150000,01000
    5.079 253,95450,0535,8210,0150000,01000
    5.080 254,0450,0535,8250,0150000,01000
    5.081 254,05450,0535,8290,0150000,01000
    5.082 254,1450,0535,8330,0150000,01000
    5.083 254,15450,0535,8380,0150000,01000
    5.084 254,2450,0535,8420,0150000,01000
    5.085 254,25450,0535,8460,0150000,01000
    5.086 254,3450,0535,850,0150000,01000
    5.087 254,35450,0535,8540,0150000,01000
    5.088 254,4450,0535,8580,0150000,01000
    5.089 254,45450,0535,8620,0150000,01000
    5.090 254,5450,0535,8660,0150000,01000
    5.091 254,55450,0535,870,0150000,01000
    5.092 254,6450,0535,8740,0150000,01000
    5.093 254,65450,0535,8780,0150000,01000
    5.094 254,7450,0535,8820,0150000,01000
    5.095 254,75450,0535,8860,0150000,01000
    5.096 254,8450,0535,890,0150000,01000
    5.097 254,85450,0535,8940,0150000,01000
    5.098 254,9450,0535,8990,0150000,01000
    5.099 254,95450,0535,9030,0150000,01000
    5.100 255,0450,0535,9070,0150000,01000

    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 →