一、行業(yè)痛點

在半導體晶圓制造的清洗槽液位、清洗液濃度、腔室溫度、真空度、潔凈區(qū)溫濕度、氣體流量等輔助工藝參數(shù)的在線監(jiān)測與控制領域，西門子 S7-200 SMART系列 PLC憑借運行穩(wěn)定、的優(yōu)勢，成為晶圓制造輔助生產線的核心控制設備。但半導體行業(yè)對生產過程的高精準、高可靠、全流程可追溯要求，以及晶圓制造智能化、數(shù)字化的發(fā)展趨勢，讓傳統(tǒng)的通訊控制模式難以適配：

S7-200 SMART本體僅有 RS485口，無以太網口，無法接入晶圓車間的潔凈區(qū)專用局域網，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的全流程追溯；

在保留 S7-200 SMART原有程序和硬件資產的前提下，實現(xiàn)以太網高速、無干擾、高精準通訊，成為半導體晶圓制造企業(yè)輔助設備升級的核心訴求。遠創(chuàng)智控（YC）推出的 PPI-ETH-YC01 以太網通訊處理器，憑借工業(yè)級高精準、抗干擾的特性，成為該場景的最優(yōu)解決方案。

二、項目概況：半導體產業(yè)園晶圓制造清洗環(huán)節(jié)在線監(jiān)控

用戶：廣東某半導體產業(yè)園 C企業(yè)

監(jiān)測因子：清洗槽液位、清洗液濃度、腔室溫度、真空度、潔凈區(qū)溫濕度、工藝氣體流量、清洗噴頭壓力

控制核心：西門子 S7-200 SMART CPU226 AC/DC/Rly（6ES7 216-2BD23-0XB8）

通訊橋梁：遠創(chuàng)智控 PPI-ETH-YC01以太網通訊處理器

上位平臺：晶圓制造 MES生產管理系統(tǒng) +企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網數(shù)據(jù)平臺

現(xiàn)場交互：西門子 TP700 Comfort觸摸屏

網絡拓撲：千兆潔凈區(qū)專用工業(yè)交換機（華為 S5735I-L8T4S-A）→阻燃工業(yè)網線→晶圓車間中控室（百級潔凈區(qū)外）

三、方案設計：雙網口 “一網到底”

PPI-ETH-YC01 模塊自帶兩個工業(yè)級 RJ45端口，內部集成高抗干擾交換芯片，可同時實現(xiàn)與上位機的遠程以太網通訊和與西門子觸摸屏的本地以太網連接，無需額外部署交換機，符合晶圓潔凈區(qū)設備少布線、簡安裝的規(guī)范要求。

Port 1（NET1）：連接潔凈區(qū)專用千兆工業(yè)交換機，IP 192.168.5.100/24，Modbus TCP Server端口 502，供 MES系統(tǒng)和企業(yè)數(shù)據(jù)平臺高精準采集工藝參數(shù)；

Port 2（NET2）：直連西門子 TP700 Comfort觸摸屏，IP 192.168.6.1/24，走西門子 S7 TCP協(xié)議，通過 WinCC Flexible 2008 SP4進行高精度組態(tài)配置；

X1 9P母口：插 CPU226 Port 0，PPI 187.5 kbps自動波特率識別，適配晶圓車間低電磁干擾的通訊要求；

X2 9P公口：原觸摸屏 PPI電纜可直接插入，實現(xiàn)透明橋接，保證原有 HMI控制程序零改動，避免因程序修改影響晶圓工藝精度。

四、實施步驟：從開箱到投運 8小時完成

1.開箱檢查

核對裝箱清單：PPI-ETH-YC01以太網通訊模塊 ×1、潔凈區(qū)專用阻燃工業(yè)網線 ×2、導軌卡扣 ×1、Mini-USB配置線 ×1、合格證及《精密工藝場景配置手冊》，所有配件需經過無塵處理，符合晶圓潔凈區(qū)設備準入標準。

2.硬件安裝

斷電后，在潔凈區(qū)專用操作臺上拔出 CPU226 Port 0的 PPI插頭，將其插入 PPI-ETH-YC01以太網通訊模塊的 X1口，接口處用無塵密封套包裹，防止粉塵進入；

將原有西門子 TP700 Comfort觸摸屏的 PPI電纜插入 X2口，線路布置遵循潔凈區(qū) “走頂、密封、無外露”的原則；

將模塊卡入 35 mm DIN無塵導軌，24 VDC電源取自 CPU226專用傳感器電源（<100 mA），實現(xiàn)電源隔離供電，避免電壓波動影響工藝控制；

指示燈自檢：Pwr常亮→Link1、Link2勻速快閃→PPI燈 1 s閃一次，無異常閃爍，說明硬件連接就緒，符合精密工藝通訊要求。

3.網絡參數(shù)配置

用無塵處理后的 Mini-USB將模塊與潔凈區(qū)外的調試電腦連接，打開 YC Ethernet Config V3.7專用配置軟件；

點擊一鍵 “搜索設備”，讀取模塊默認 IP 192.168.1.188，關閉軟件自動更新，避免參數(shù)波動；

在 “端口 1”頁簽填寫晶圓車間潔凈區(qū)網段 IP、網關、DNS，適配企業(yè)專用局域網，開啟數(shù)據(jù)加密傳輸功能；

在 “端口 2”頁簽勾選 “S7 TCP Slave”，系統(tǒng)自動生成 TSAP 02.00，匹配西門子 TP700 Comfort觸摸屏的高精度通訊協(xié)議；

點擊 “下載”保存配置，5 s后模塊自動重啟，再次檢測參數(shù)，確保配置無偏差。

4. PLC側無需修改程序

PPI-ETH-YC01 以太網通訊模塊采用高精度透明傳輸機制，CPU226仍使用原有 Port 0自由口指令進行晶圓清洗工藝的精準控制，無需進行任何塊調用、寄存器映射或程序修改，保證原有工藝控制邏輯的精準性和穩(wěn)定性。

五、經驗小結

企業(yè)計劃新增晶圓刻蝕輔助環(huán)節(jié)的參數(shù)監(jiān)控，只需在原有 PPI-ETH-YC01以太網模塊的寄存器表后追加高精度地址，無需進行現(xiàn)場施工和硬件改造，符合潔凈區(qū)少改動的規(guī)范；后續(xù)若生產線升級到 S7-200 SMART系列 PLC，該模塊仍可兼容使用，且支持高精度數(shù)據(jù)傳輸，有效保護企業(yè)前期的設備投資

審核編輯 黃宇