TE Technology TC-24-10 User Manual

Page 15

Advertising
background image

15

 

3.0

 

Controller Tuning 

Tuning of Proportional and Integral (PI) control requires knowing two parameters: 

1. The natural period of the system, and  
2. The bandwidth used to achieve this cycle. 

This tuning method follows the Ziegler Nichols closed‐loop tuning principals. Briefly, the controller will first be set 
to  a  low  gain  (high  Bandwidth)  setting  with  no  integral  function  (Integral  rate  =  0).    Then,  the  gain  is  gradually 
increased  until  the  temperature  approaches  set  point,  and  a  small,  sustained  oscillation  in  temperature  is 
observed.    The  tuning  parameters  are  then  readjusted  based  on  the  time  period  of  the  temperature  oscillation 
(natural period) and the Bandwidth needed to cause this oscillation. 

Improper  tuning  of  this  temperature  controller  can  lead  to  excessive  thermal  cycling  and/or 
overheating of the thermoelectric device, either of which are known to reduce the lifetime of any 
thermoelectric device.  Care should be taken to prevent the temperature of the TE device from going 
beyond  the  range  specified  by  the  device  manufacturer.    Care  should  also  be  taken  so  that  any 
thermal cycling of the TE device is a result of changes in the controller’s set‐point temperature and 
not instability at a given set point due to improper selection of the tuning variables. 

 
The potentiometers used on this controller are 25‐turn devices. When the potentiometer has been adjusted to the 
“maximum clockwise” or “maximum counterclockwise” position, the adjustment pawl will ratchet on the screw‐
driven gear, making a slight clicking sound. 
 
3.1

Set the Integral Rate Potentiometer (R8) to zero by adjusting it to maximum counterclockwise. 

3.2

Set the Proportional Bandwidth Potentiometer (R2) to 5 °C by adjusting it to maximum clockwise. 

3.3

Set  the  desired  control  temperature  by  adjusting  the  Set  Temperature  Potentiometer  (R7).  See  the 
Temperature vs. Sensor/Potentiometer Voltage” graphs and tables for the potentiometer voltage‐set point 
relationship. 

3.4

Adjust  the  Proportional  Bandwidth  Potentiometer  counterclockwise  until  a  small,  sustained  temperature 
oscillation  is  observed.    (You  can  adjust  in  initial  increments  of  1  V,  or  5  turns.    Then,  once  an  initial 
oscillation is observed, adjust the potentiometer clockwise until the oscillations are barely detectable).   

3.5

Record the number of turns (counterclockwise from the maximum clockwise position) on the Proportional 
Bandwidth Potentiometer that are required to barely sustain this temperature oscillation. 

 

_________________________ Turns 
 

 
3.6

Calculate the bandwidth that corresponds to this potentiometer setting using the formula:  Bandwidth = 5 
°C – 0.18 °C/turn x (number of turns recorded in section 3.5). (See Tuning Example below) 

Bandwidth = _____________________ °C 

3.7

The time that it takes to go from one peak temperature to the next peak temperature is the natural period.  
Record the time of the natural period in minutes. 

 

_________________________ Minutes 
 

Advertising
This manual is related to the following products: