Hvad er cyklustid?

Cyklustid (på engelsk cycle time) er den samlede tid, fra en proces aktiveres, til den er tilbage ved sit udgangspunkt og klar til at køre samme sekvens igen. Tiden dækker hele forløbet: indlæsning af inputs, mekanisk eller kemisk bearbejdning, interne ventetider, feedback fra sensorer og udlæsning af outputs. I el- og styretavler er cyklustiden derfor et vigtigt præstationsmål, fordi programmering, mekanik og elektriske komponenter alle sammen sætter deres spor i det samme tal.

Typiske anvendelser af cyklustid

I PLC-programmering er en cyklus ét gennemløb af scannings­sløjfen: controlleren læser indgangssignalerne, kører bruger­programmet og skriver nye udgangssignaler. Det, plus eventuelle ventetimere i programmet, afgør, hvor hurtigt næste gennemløb kan begynde. I sekvens­styring af maskiner, fx en fylde- og forseglingslinje, omfatter cyklustiden hele maskinens bevægelse: emballagen placeres, doseres, forsegles og skubbes ud. I test- og måleopstillinger regnes cyklustiden fra klemmerne tilsluttes DUT'en (device under test), gennem målingen og til resultatet er registreret og udstyret nulstillet.

Fem faktorer der bestemmer cyklustiden

1. Mekanisk bevægelse: Motorer, pneu­matik og robotakser har acceleration, maksimal hastighed og bremsetid. Tungere emner eller længere slag øger tiden markant.
2. Elektrisk respons: Sensorernes responstid, forsinkelse i relækontakter og ventiler og reaktionstiden i frekvens­omformere kan lægge millisekunder til, som løber op over mange trin.
3. Softwarelogik: PLC-kode med for lange ventetimere, seriel i stedet for parallel afvikling af sekvenser eller uhensigts­mæssige filtre gør forløbet længere.
4. Kommunikation: Feltbusser som Profibus, Profinet og EtherNet/IP har cyklustider fra få til snesevis af millisekunder, og gateways og sikkerhedsbusser lægger et lag mere på.
5. Menneskelige indgreb: Kræver processen manuel godkendelse, etiketskift eller batch­skift, går operatørens reaktionstid direkte oven i cyklussen.

Hvad cyklustiden bruges til

Flere beregninger bygger på cyklustiden. Kapacitets­planlæggere bruger den til at afgøre, om en linje kan nå det ønskede output inden for et skift. I OEE-modellen (Overall Equipment Effectiveness) indgår den i "Performance"-faktoren: ligger det reelle output under det teoretiske, beregnet ud fra de nominelle cyklustider, er der spild. Energi­ingeniører bruger den til at vurdere, hvor længe motorer, varmelegemer og vakuumpumper kører. Hvert ekstra sekund ganges med hundredvis af cyklusser om dagen og kan ses direkte på elregningen. Stiger cyklustiden pludselig, kan det skyldes slidte lejer, tilstoppede filtre eller en softwareopdatering med utilsigtet logik, så tallet er også et præcist redskab til fejlfinding.

Målingen kan laves helt enkelt med TON- eller TOF-timere i PLC'en: timeren starter, når en startbit sættes, og stopper, når slutbitten nås. Til hurtige applikationer bruges high-speed-counters eller tidsstempling i hardwaren, og SCADA- eller MES-systemer gemmer værdierne i databaser til senere analyse. IIoT-edge-enheder sender ofte cyklustider som MQTT-payloads, så de kan sammenholdes med andre procesvariable i skyen.

Kortere cyklustid

Arbejdet begynder normalt i softwaren: fjern overflødige ventetider, brug interrupts, så programmet reagerer med det samme på sensorerne, og flyt tung beregningslogik til baggrundsopgaver. Derefter ser man på komponenterne. Hurtigere optiske sensorer kan erstatte mekaniske reed-kontakter, og servomotorer har kortere accelerationstid end asynkronmotorer. Mekanisk kan kortere slaglængder, lettere gribere eller parallelle bufferelementer give meget. Ofte kan cyklustiden altså forbedres uden investering i nye anlæg, ved at få mere ud af det eksisterende. Det giver højere kapacitet, lavere energiforbrug og mere stabil kvalitet.

Alle ændringer skal holdes op mod sikkerheds­kravene. Kører maskinen hurtigere, skal nødstop, lysgitter og sikkerheds-PLC stadig kunne nå at reagere inden for den nye, kortere tidsramme, evt. eftervist med nye EN ISO 13849-beregninger.