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(lǐng)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(chǎn)線的核心控制設(shè)備。但半導體行業(yè)對生產(chǎn)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(wǎng)口，無法接入晶圓車間的潔凈區(qū)專用局域網(wǎng)，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(chǎn)的前提下，實現(xiàn)以太網(wǎng)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(shè)備升級的核心訴求。遠創(chuàng)智控（YC）推出的 PPI-ETH-YC01 以太網(wǎng)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(chǎn)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(chǎn)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(wǎng)通訊處理器

·上位平臺：晶圓制造 MES 生產(chǎn)管理系統(tǒng) + 企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)平臺

·現(xiàn)場交互：西門子 TP700 Comfort 觸摸屏

·網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)線→晶圓車間中控室（百級潔凈區(qū)外）

三、方案設(shè)計：雙網(wǎng)口 “一網(wǎng)到底”

PPI-ETH-YC01 模塊自帶兩個工業(yè)級 RJ45 端口，內(nèi)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(wǎng)通訊和與西門子觸摸屏的本地以太網(wǎng)連接，無需額外部署交換機，符合晶圓潔凈區(qū)設(shè)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(wǎng)通訊模塊×1、潔凈區(qū)專用阻燃工業(yè)網(wǎng)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(jīng)過無塵處理，符合晶圓潔凈區(qū)設(shè)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(wǎng)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(wǎng)絡(luò)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(diào)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(shè)備”，讀取模塊默認 IP 192.168.1.188，關(guān)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(wǎng)段 IP、網(wǎng)關(guān)、DNS，適配企業(yè)專用局域網(wǎng)，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(cè)無需修改程序

PPI-ETH-YC01 以太網(wǎng)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(diào)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(jīng)驗小結(jié)

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(wǎng)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(chǎn)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(shè)備投資

審核編輯 黃宇