西门子 S7-200 SMART PLC 借助 PPI 以太网通讯模块与上位机通讯实现触摸屏监控半导体晶圆制造设备的应用配置案

一、行业痛点

在半导体晶圆制造的清洗槽液位、清洗液浓度、腔室温度、真空度、洁净区温湿度、气体流量等辅助工艺参数的在线监测与控制领域，西门子 S7-200 SMART系列 PLC凭借运行稳定、的优势，成为晶圆制造辅助生产线的核心控制设备。但半导体行业对生产过程的高精准、高可靠、全流程可追溯要求，以及晶圆制造智能化、数字化的发展趋势，让传统的通讯控制模式难以适配：

S7-200 SMART本体仅有 RS485口，无以太网口，无法接入晶圆车间的洁净区专用局域网，实现数据的全流程追溯；

在保留 S7-200 SMART原有程序和硬件资产的前提下，实现以太网高速、无干扰、高精准通讯，成为半导体晶圆制造企业辅助设备升级的核心诉求。远创智控（YC）推出的 PPI-ETH-YC01 以太网通讯处理器，凭借工业级高精准、抗干扰的特性，成为该场景的最优解决方案。

二、项目概况：半导体产业园晶圆制造清洗环节在线监控

用户：广东某半导体产业园 C企业

监测因子：清洗槽液位、清洗液浓度、腔室温度、真空度、洁净区温湿度、工艺气体流量、清洗喷头压力

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

通讯桥梁：远创智控 PPI-ETH-YC01以太网通讯处理器

上位平台：晶圆制造 MES生产管理系统 +企业工业互联网数据平台

现场交互：西门子 TP700 Comfort触摸屏

网络拓扑：千兆洁净区专用工业交换机（华为 S5735I-L8T4S-A）→阻燃工业网线→晶圆车间中控室（百级洁净区外）

三、方案设计：双网口 “一网到底”

PPI-ETH-YC01 模块自带两个工业级 RJ45端口，内部集成高抗干扰交换芯片，可同时实现与上位机的远程以太网通讯和与西门子触摸屏的本地以太网连接，无需额外部署交换机，符合晶圆洁净区设备少布线、简安装的规范要求。

Port 1（NET1）：连接洁净区专用千兆工业交换机，IP 192.168.5.100/24，Modbus TCP Server端口 502，供 MES系统和企业数据平台高精准采集工艺参数；

Port 2（NET2）：直连西门子 TP700 Comfort触摸屏，IP 192.168.6.1/24，走西门子 S7 TCP协议，通过 WinCC Flexible 2008 SP4进行高精度组态配置；

X1 9P母口：插 CPU226 Port 0，PPI 187.5 kbps自动波特率识别，适配晶圆车间低电磁干扰的通讯要求；

X2 9P公口：原触摸屏 PPI电缆可直接插入，实现透明桥接，保证原有 HMI控制程序零改动，避免因程序修改影响晶圆工艺精度。

四、实施步骤：从开箱到投运 8小时完成

1.开箱检查

核对装箱清单：PPI-ETH-YC01以太网通讯模块 ×1、洁净区专用阻燃工业网线 ×2、导轨卡扣 ×1、Mini-USB配置线 ×1、合格证及《精密工艺场景配置手册》，所有配件需经过无尘处理，符合晶圆洁净区设备准入标准。

2.硬件安装

断电后，在洁净区专用操作台上拔出 CPU226 Port 0的 PPI插头，将其插入 PPI-ETH-YC01以太网通讯模块的 X1口，接口处用无尘密封套包裹，防止粉尘进入；

将原有西门子 TP700 Comfort触摸屏的 PPI电缆插入 X2口，线路布置遵循洁净区 “走顶、密封、无外露”的原则；

将模块卡入 35 mm DIN无尘导轨，24 VDC电源取自 CPU226专用传感器电源（<100 mA），实现电源隔离供电，避免电压波动影响工艺控制；

指示灯自检：Pwr常亮→Link1、Link2匀速快闪→PPI灯 1 s闪一次，无异常闪烁，说明硬件连接就绪，符合精密工艺通讯要求。

3.网络参数配置

用无尘处理后的 Mini-USB将模块与洁净区外的调试电脑连接，打开 YC Ethernet Config V3.7专用配置软件；

点击一键 “搜索设备”，读取模块默认 IP 192.168.1.188，关闭软件自动更新，避免参数波动；

在 “端口 1”页签填写晶圆车间洁净区网段 IP、网关、DNS，适配企业专用局域网，开启数据加密传输功能；

在 “端口 2”页签勾选 “S7 TCP Slave”，系统自动生成 TSAP 02.00，匹配西门子 TP700 Comfort触摸屏的高精度通讯协议；

点击 “下载”保存配置，5 s后模块自动重启，再次检测参数，确保配置无偏差。

4. PLC侧无需修改程序

PPI-ETH-YC01 以太网通讯模块采用高精度透明传输机制，CPU226仍使用原有 Port 0自由口指令进行晶圆清洗工艺的精准控制，无需进行任何块调用、寄存器映射或程序修改，保证原有工艺控制逻辑的精准性和稳定性。

五、经验小结

企业计划新增晶圆刻蚀辅助环节的参数监控，只需在原有 PPI-ETH-YC01以太网模块的寄存器表后追加高精度地址，无需进行现场施工和硬件改造，符合洁净区少改动的规范；后续若生产线升级到 S7-200 SMART系列 PLC，该模块仍可兼容使用，且支持高精度数据传输，有效保护企业前期的设备投资

审核编辑 黄宇