一、行業(yè)痛點(diǎn)

在半導(dǎo)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(cè)與控制領(lǐng)域，西門子 S7-200 SMART系列 PLC憑借運(yùn)行穩(wěn)定、的優(yōu)勢(shì)，成為晶圓制造輔助生產(chǎn)線的核心控制設(shè)備。但半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)生產(chǎn)過程的高精準(zhǔn)、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(shì)，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(shí)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(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)高速、無干擾、高精準(zhǔn)通訊，成為半導(dǎo)體晶圓制造企業(yè)輔助設(shè)備升級(jí)的核心訴求。遠(yuǎn)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(jí)高精準(zhǔn)、抗干擾的特性，成為該場(chǎng)景的最優(yōu)解決方案。

二、項(xiàng)目概況：半導(dǎo)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(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園 C企業(yè)

監(jiān)測(cè)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(yuǎn)創(chuàng)智控 PPI-ETH-YC01以太網(wǎng)通訊處理器

上位平臺(tái)：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(tái)

現(xiàn)場(chǎng)交互：西門子 TP700 Comfort觸摸屏

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌呵д诐崈魠^(qū)專用工業(yè)交換機(jī)（華為 S5735I-L8T4S-A）→阻燃工業(yè)網(wǎng)線→晶圓車間中控室（百級(jí)潔凈區(qū)外）

三、方案設(shè)計(jì)：雙網(wǎng)口 “一網(wǎng)到底”

PPI-ETH-YC01 模塊自帶兩個(gè)工業(yè)級(jí) RJ45端口，內(nèi)部集成高抗干擾交換芯片，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的遠(yuǎn)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(jī)，符合晶圓潔凈區(qū)設(shè)備少布線、簡(jiǎn)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(jī)，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(tái)高精準(zhǔn)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(jìn)行高精度組態(tài)配置；

X1 9P母口：插 CPU226 Port 0，PPI 187.5 kbps自動(dòng)波特率識(shí)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(shí)現(xiàn)透明橋接，保證原有 HMI控制程序零改動(dòng)，避免因程序修改影響晶圓工藝精度。

四、實(shí)施步驟：從開箱到投運(yùn) 8小時(shí)完成

1.開箱檢查

核對(duì)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(dǎo)軌卡扣 ×1、Mini-USB配置線 ×1、合格證及《精密工藝場(chǎng)景配置手冊(cè)》，所有配件需經(jīng)過無塵處理，符合晶圓潔凈區(qū)設(shè)備準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)。

2.硬件安裝

斷電后，在潔凈區(qū)專用操作臺(tái)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(jìn)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(dǎo)軌，24 VDC電源取自 CPU226專用傳感器電源（<100 mA），實(shí)現(xiàn)電源隔離供電，避免電壓波動(dòng)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(diǎn)擊一鍵 “搜索設(shè)備”，讀取模塊默認(rèn) IP 192.168.1.188，關(guān)閉軟件自動(dòng)更新，避免參數(shù)波動(dòng)；

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(dòng)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(diǎn)擊 “下載”保存配置，5 s后模塊自動(dòng)重啟，再次檢測(cè)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(jī)制，CPU226仍使用原有 Port 0自由口指令進(jìn)行晶圓清洗工藝的精準(zhǔn)控制，無需進(jìn)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(zhǔn)性和穩(wěn)定性。

五、經(jīng)驗(yàn)小結(jié)

企業(yè)計(jì)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(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工和硬件改造，符合潔凈區(qū)少改動(dòng)的規(guī)范；后續(xù)若生產(chǎn)線升級(jí)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(hù)企業(yè)前期的設(shè)備投資

審核編輯 黃宇