西门子200模块 西门子S7-200PLC/CPU模块

西门子S7-200PLC/CPU模块

新的模块化 SIMATIC S7-200 控制器，可实现简单却高度精确的自动化任务。

SIMATIC S7-200 控制器实现了模块化和紧凑型设计，功能强大、投资安全并且完全适合各种应用。 可扩展性强、灵活度高的设计，可实现高标准工业通信的通信接口以及一整套强大的集成技术功能，使该控制器成为完整、全面的自动化解决方案的重要组成部分。 SIMATIC HMI 基础面板的性能经过优化，旨在与这个新控制器以及强大的集成工程组态更优兼容，可确保实现简化开发、快速启动、精确监控和高等级的可用性。 • 6 个控制器，具有不同类型的分级性能 • 紧凑型控制器，带有集成电源，可作为宽范围交流或直流电源 • 具有不同的性能等级，满足不同的应用领域

应用 • CPU 221： 智能、紧凑型解决方案。 • CPU 222： 出色的紧凑型解决方案。 • CPU 224： 高性能的紧凑型 CPU。 • CPU 224XP： 高性能的紧凑型 CPU，带 2 个端口。 • CPU 226： 高性能的紧凑型 CPU，带 2 个端口。

设计 主要特点 • 突出数据记录用记忆卡，配方管理，STEP 7-Micro/WIN的项目节约，以及各种格式的文件存储 • PID自动调谐功能 • 用于扩展通讯选项的2个内置串口，例如：与其它制造商的设备配套使用（CPU 224 XP, CPU 226） • 具有内置模拟输入/输出的CPU 224 XP 实时响应 先进的技术直至更后的细节确保我们的CPU发挥杰出的实时响应率： • 4个或6个独立的硬件计数器，每个30 kHz，带有CPU 224 XP的2 x 200 kHz，例如：通过增量编码器或者高速记录过程事件的精确路径监测 • 4个独立的报警输入，输入滤波时间0.2毫秒至程序起动－大的过程安全 • 对应用程序快速事件大于0.2 ms信号的脉冲捕捉功能 • 2个脉冲输出，每个 20 kHz，或者具有脉冲宽度调制和脉冲无脉冲设定点的CPU 224 XP 的2 x 100 kHz－例如：用于控制步进电机 • 2个定时中断，在1ms处开始，以1ms的增量进行调节－用于迅速变化过程的无扰控制 • 快速模拟输入－具有25 μs的信号转换，12位分辨率 • 实时时钟 定时中断 • 1至255ms，具有1 ms的分辨率 • 例如：在转四分之一圈后，以3000 RPM的转速可以在螺钉插入机上记录和处理信号。可以实现非常精确的记录，例如：拧紧扭矩，以确保螺钉的更佳紧固。 快速计数器 • 彼此、其他操作和程序周期均独立运行 • 当达到用户可选择的计算值时，中断触发－从检测到输入信号到切换输出的反应时间为300 μs • 当增量位置编码器用于确切定位时的4边缘评估 • 模块化可扩展性

报警输入 • 4个独立的输入 • 用于快速连续登记信号 • 用于信号检测的200 μs–500 μs 响应时间/用于信号输出的300 μs • 对正向和/或负向信号边沿的响应 • 在一个队列中更多16次中断，取决于优先顺序 机械特点 • 水平或垂直安装在 DIN 导轨上或使用集成的钻孔（不是水平的）直接安装在控制柜中 • 接线盒，用于所有 CPU 和相关组件的独立接线

初学者常见疑问

1、为什么要用PC/PPI接口？

因S7-200CPU使用的是RS485，而PC机的COM口采用的是RS232，两者的电气规范并不相容，需要用中间电路进行匹配。PC/PPI其实就是一根RS485/RS232的匹配电缆。

2、晶体管输出与继电器输出各自的优点如何?

晶体管不能带AC220V的交流负载，只能带低压的直流。对抗过载和过压的能力差。但可以高频输出，适合高频率输出的场合，例如脉冲控制。

继电器可以带AC220V和直流的负载。但由于继电器本身的特性决定了它不能高频输出。同时继电器通断的寿命一般在10万次左右。所以在频繁通断的场合也适合用晶体管的

3、S7-200 CPU上的通讯口，通讯距离究竟有多远？

《S7-200系统手册》上给出的数据是一个网段50m，这是在符合规范的网络条件下，能够保证的通讯距离。凡超出50m的距离，应当加中继器。加一个中继器可以延长通讯网络50米。如果加一对中继器，并且它们之间没有S7-200 CPU站存在（可以有EM277），则中继器之间的距离可以达到1000米。符合上述要求就可以做到非常可靠的通讯。

实际上，有用户做到了超过50m距离而不加中继器的通讯。西门子不能保证这样的通讯一定成功。

4、通讯口参数如何设置？

缺省情况下，S7-200 CPU的通讯口处于PPI从站模式，地址为2，通讯速率为9.6K，要更改通讯口的地址或通讯速率，必须在系统块中的通讯端口选项卡中设置，然后将系统块下载到CPU中，新的设置才能起作用。

5、M区域地址不够用怎么办？

有些用户习惯使用M 区作为中间地址，但S7-200CPU中M区地址空间很小，只有32个字节，往往不够用。而S7-200CPU中提供了大量的V 区存储空间，即用户数据空间。V存储区相对很大，其用法与M 区相似，可以按位、字节、字或双字来存取V 区数据。例：V10.1， VB20， VW100， VD200等等。

6、S7-200的远距离通讯有哪些方式？

RS-485网络通讯：PPI、MPI、PROFIBUS-DP协议都可以在RS-485网络上通讯，通过加中继，Z远可以达到9600米。光纤通讯：光纤通讯除了抗干扰、速率高之外，通讯距离远也是一大优点。S7-200产品不直接支持光纤通讯，需要附加光纤转换模块才可以。电话网：S7-200通过EM241音频调制解调器模块支持电话网通讯。EM241要求通讯的末端为标准的音频电话线，而不论局间的通信方式。通过EM241可以进行通讯。无线通讯：S7-200通过无线电台的通讯距离取决于电台的频率、功率、天线等因素；S7-200通过GSM网络的通讯距离取决于网络服务的范围 ；S7-200通过红外设备的通讯也取决于它们的规格。

7、S7-200支持的通讯协议哪些是公开的，哪些是不公开的？

PPI协议：西门子内部协议，不公开MPI协议：西门子内部协议，不公开S7协议：西门子内部协议，不公开PROFIBUS-DP协议：标准协议，公开USS协议：西门子传动装置的通用串行通讯协议，公开详情请参考相应传动装置的手册MODBUS-RTU（从站）：公开

8、S7-200的高速输入、输出如何使用？

S7-200 CPU上的高速输入、输出端子，其接线与普通数字量I/O相同。但高速脉冲输出必须使用直流晶体管输出型的CPU（即DC/DC/DC型）。

9、NPN/PNP输出的旋转编码器（和其他传感器），能否接到S7-200 CPU上？

都可以。S7-200 CPU和扩展模块上的数字量输入可以连接源型或漏型的传感器输出，连接时只要相应地改变公共端子的接法。

10、NPN和PNP传感器混接进S7-200 PLC的方法

大家都知道一般日系PLC如三菱、OMRON等一般公共端是 信号接入的时候通常是选用NPN传感器。欧系PLC的公共端一般是-，大多选用PNP的传感器接入信号。如S7-200/300等那么当S7-200 PLC做系统时候，提供的传感器有PNP和NPN两种那么问题怎么解决呢？

方法一：NPN传感器利用中间继电器转接

方法二：大家在设计的时候一般把200PLC的输入端[M]统一接24V-，其实，200PLC同样可以引入-信号输入，把1M的接24V ，I0.0-0.7统一接NPN传感器，把2M接24V-，把PNP传感器统一接I1.0-1.7这样就能达到NPN＆PNP传感器混接进PLC的目的。原因很简单，200PLC支持两种信号接入，内部是双向二极管采用光电隔离进行信号传输的。

11、高速计数器怎样占用输出点？

高速计数器根据被定义的工作模式，按需要占用CPU上的数字量输入点。每一个计数器都按其工作模式占用固定的输入点。在某个模式下没有用到的输入点，仍然可以用作普通输入点；被计数器占用的输入点（如外部复位），在用户程序中仍然访问到。

12、为什么高速计数器不能正常工作?

在程序中要使用初次扫描存储器位SM0.1来调用HDEF指令，而且只能调用一次。如果用SM0.0调用或者第二次执行HDEF指令会引起运行错误，而且不能改变次执行HDEF指令时对计数器的设定

13、高速计数器如何寻址? 为什么从SMDx中读不出当前的计数值？

可以直接用HC0；HC1；HC2；HC3；HC4；HC5对不同的高速计数器进行寻址读取当前值，也可以在状态表中输入上述地址直接监视高速计数器的当前值。SMDx不存储当前值。高速计数器的计数值是一个32位的有符号整数。

14、高速计数器如何复位到0？

选用带外部复位模式的高速计数器，当外部复位输入点信号有效时，高速计数器复位为0， 也可使用内部程序复位，即将高速计数器设定为可更新初始值，并将初始值设为0，执行HSC指令后，高数计数器即复位为0 。

15、为何给高速计数器赋初始值和预置值时不起作用，或效果出乎意料?

高速计数器可以在初始化或者运行中更改设置，如初始值、预置值。其操作步骤应当是：

设置控制字节的更新选项。需要更新哪个设置数据，就把控制字节中相应的控制位置位（设置为“1”）；不需要改变的设置，相应的控制位就不能设置。然后将所需 的值送入初始值和预置值控制寄存器。执行HSC指令

二、系统认识S7-200

1、S7-200的基本结构

西门子S7-200系列属于整体式小型plc，用于代替继电器的简单控制场合，也可以用于复杂的自动化控制系统。

整体式PLC将CPU模块、I/O模块和电源装在一个箱型机壳内，S7-200称为CPU模块。前盖下面有RUN/STOP开关、模拟量电位器和扩展I/O连接器。S7-200系列PLC提供多种具有不同I/O点数的CPU模块和数字量、模拟量I.O扩展模块供用户选用，CPU模块和扩展模块用扁平电缆连接。

整体PLC还配备有许多专用的特殊功能模块，例如模拟量输入/输出模块、热电偶、热电阻模块、通信模块等，使PLC得功能得到扩展。

S7-200可以选用梯形图、语句表（即指令表）和功能模块语言来编程。它的指令丰富，指令功能强，易于掌握，操作方便。内置有高速计数器、高速输出、PID控制器、RS485通信/编程接口、PPI通信协议、MPI通信协议和自由方式通信功能。Z多可以扩展到248点数字量I/O或35路模拟量I/O。Z多有26kB程序和数据存储空间。

2、S7-200的CPU模块

S7-200有5种CPU模块，CPU221无扩展功能，适于做小点数的微型控制器；CPU222有扩展功能；CPU224是具有较强控制功能的控制器；CPU226和CPU226 XM适用于复杂的中小型控制系统。

S7-200系列PLC不同型号CPU的技术参数如表1所示

S7-200有传送、比较、移位、循环、求补码、调用子程序、脉冲宽度调制、脉冲序列输出、跳转、数据转换、算数运算、字逻辑运算、浮点运算、开平方、三角函数和PID控制指令等，采用主程序、Z多8级子程序和中断程序的程序结构，用户可以使用1-255ms的定时中断。用户程序可设3级口令保护，有监控定时器（看门狗）功能。

数字量输入中有4个用作硬件中断，6个用于高速功能。32位高速加/减计数器的计数频率为30kHz，可以对增量式编码器的两个互差90的脉冲列计数，计数值等于设定值或计数方向改变时产生中断，在中断程序中可以及时地对输出进行操作。两点高速输出可以输出频率为20kHz频率和宽度可调的脉冲列。

可选的存储器卡可以保存程序、数据和组态信息，可选的电池卡保存数据的典型事件值为200天。DC输出型电路用场效应晶体管（MOSFET）作为功率放大器元件，仅DV输出型有高速脉冲输出，输出频率为20kHz。

3、S7-200的扩展模块

不同信号的S7-200 CPU上已经集成了一定数量的数字量I/O点，若实际需要的I/O点数超过该CPU的I/O点数时，则通过增加输入/输出扩展模块来达到扩展功能、扩大控制能力。扩展模块有输入/输出扩展、热电偶/热电阻输入扩展和通讯扩展三种类型，通过总线连接器（插件）和CPU模块连接。

扩展单元正常工作需要+5VDC工作电源，此电源由CPU通过总线连接器提供，扩展单元的24VDC输入点和输出点电源，可由基本单元的24VDC电源供电，但要注意基本单元所提供的电流能力。

CPU 221无I/O扩展能力；CPU 222Z多可连接2个扩展模块（数字量或模拟量）；CPU224和CPU226Z多可连接7个扩展模块。

（1）输入/输出扩展模块

S7-200系列PLC目前提供如下扩展模块：

①数字量输入扩展模块_EM221（8DI）；

②数字量输出扩展模块_EM222（8DO）；

③数字量输入和输出混合扩展模块_EM223（8I/O，16I/O，32I/O）；

④模拟量输入扩展模块_EM231（3AI，A/D转换时间为25μs，12位）；

⑤模拟量输入和输出混合扩展模板_EM235（3AI/1AO，其中A/D转换时间为25μs，D/A转换时间100μs，位数均为12位）

（2）热电偶/热电阻扩展模块

热电偶、热电阻模块（EM231）与CPU222，CPU224，CPU226配套使用，多种分度号热电偶（mV信号）和热电阻（电阻信号）可通过EM231模块将信号送入S7-200。用户通过EM231上的DIP开关来选择热电偶或热电阻的分度号、接线方式、测量单位和开路故障的方向。

（3）通讯扩展模块

除了CPU集成通讯口外，S7-200还可以通过通讯扩展模块连接成更大的网络。S7-200系列目前有两种通讯扩展模块：PROFIBUS-DP扩展从站模块EM277和AS-i接口扩展模块CP243-2。

S7-200系列PLC输入/输出扩展模块的主要技术性能如表2所示。

4、S7-200的通信功能

S7-200的CPU模块自带的RS485串行通信支持PPI、DP/T、自由通信口协议和PROFIBUS点对点协议。每个网络Z多126个站，Z多32个主站。通信接口可以实现与下列设备的通信：运行编程软件的计算机、文本显示器TD200、OP（操作员面板）、以及S7-200 CPU之间的通信；通过自由通信口协议，可以与其他厂家的设备进行串行通信。

EM277 PROFIBUS-DP从站模块用于将S7-200 CPU连接到PROFIBUS-DP网络。通信速率为9600-12Mbit/s。

工业以太网通讯模块CP243-1的通信速率为10Mbit/s或100Mbit/s，半双工/全双工通信，RJ-45接口使用TCP/IP协议。可用STEP 7-Micro/WIN软件实现通过工业以太网配置和远程编程服务（上载、下载程序，监视状态），通过工业以太网连接其他的CPU，通过S7-OPC在计算机上处理数据。

EM241 Modem(调制解调器)模块支持远程维护或远传诊断、PLC之间的通信、PLC与PC的通信、给手机发送短消息等，EM241参数化向导集成在Micro/WIN V3.2中。

通过CP243-2 AS-i通信处理器，S7-200 CPU可以作为AS-i的主站，Z多可以连接62个AS-i从站，接入496个远程数字量输入/输出点。

5、S7-200的编程软件

STEP 7-Micro/WIN 32是专门为S7-200设计的在个人计算机Windows操作系统下运行的编程软件。CPU通过PC/PPI电缆或插在计算机中CP 55111或CP 5611通信卡与计算机通信。通过PC/PPI电缆，可以在Windows下实现多主站通信方式。

STEP 7-Micro/WIN 32的用户程序机构简单清晰，通过一个主程序调用子程序或中断程序，还可以通过数据块进行变量的初始化设置。用户可以用语句表（STL）、梯形图（LAD）和功能块图（FBD）编程，不同的编程语言编制的程序可以相互转换，可以用符号表来定义程序中使用的变量地址对应的符号，是程序便于设计和理解。

STEP 7-Micro/WIN 32为用户提供两套指令集，即SIMATIC指令集（S7-200方式）和国际标准指令集（IEC1131-1）方式。通过调制解调器可以实现远程编程，可以用单次扫描和强制输出等方式来调试程序和进行故障诊断。

S7-200是在美国德州仪器公式的小型PLC的基础上发展起来的，S7-300/400的前身是西门子公司的S5系列PLC，其编程软件为STEP 7。S7-200和S7-300/300虽然有许多共同之处，但是在指令系统、程序结构和编程软件定方面均有相当大的差异。

SIMATIC S7-200 SMART订货数据

①ZY处理单元CPU订货号

CPU SR20模块_主要参数：AC/DC/RLY 12DI/8DO_订货号：6ES7 288-1SR20-0AA0

CPU SR40模块_主要参数：AC/DC/RLY 24DI/16DO_订货号：6ES7 288-1SR40-0AA0

CPU ST40模块_主要参数：DC/DC/DC 24DI/16DO_订货号：6ES7 288-1ST40-0AA0

CPU CR40模块_主要参数：AC/DC/RLY 24DI/16DO_订货号：6ES7 288-1CR40-0AA0

CPU SR60模块_主要参数：AC/DC/RLY 36DI/24DO_订货号：6ES7 288-1SR60-0AA0

CPU ST60模块_主要参数：DC/DC/DC 36DI/24DO_订货号：6ES7 288-1ST60-0AA0

②I/O扩展模块EM订货号

EM DI08数字量输入模块_主要参数：8×24VDC输入_订货号：6ES7 288-2DE08-0AA0

EM DR08数字量输出模块_主要参数：8×继电器输出_订货号：6ES7 288-2DR08-0AA0

EM DR16数字量输入/输出模块_主要参数：8×24VDC输入/8×继电器输出_订货号：6ES7 288-2DR16-0AA0

EM DR32数字量输入/输出模块_主要参数：16×24VDC输入/8×继电器输出_订货号：6ES7 288-2DR32-0AA0

EM DT08数字量输入/输出模块_主要参数：8×24VDC输出_订货号：6ES7 288-2DT08-0AA0

EM DT16数字量输入/输出模块_主要参数：8×24VDC输入/8×24VDC输出_订货号：6ES7 288-2DT16-0AA0

EM DT32数字量输入/输出模块_主要参数：16×24VDC输入/16×24VDC输出_订货号：6ES7 288-2DT32-0AA0

EM AI04模拟量输入模块_主要参数：4路输入_订货号：6ES7 288-3AE04-0AA0

EM AQ02模拟量输入模块_主要参数：2路输出_订货号：6ES7 288-3AQ02-0AA0

EM AM06模拟量输入/输出模块_主要参数：4路输入/2路输出_订货号：6ES7 288-3AM06-0AA0

EM AR02热电阻输入模块_主要参数：2路通道_订货号：6ES7 288-3AR02-0AA0

③通信扩展信号板SB订货号

SB CM01通信扩展信号板_主要参数：R485/R232_订货号：6ES7 288-5CM01-0AA0

SB DT04数字量扩展信号板_主要参数：2×24VDC输入/2×24VDC输出_订货号：6ES7 288-5DT04-0AA0

SB AQ01模拟量扩展信号板_主要参数：1×12位模拟量输出_订货号：6ES7 288-Q01-0AA0

西门子S7-200PLC/CPU模块

新的模块化 SIMATIC S7-200 控制器，可实现简单却高度精确的自动化任务。

从轮机叶片到高压开关，新的材料组合有望提高各类设备的性能，并降低其成本。在这一点上，把常规材料组合起来的新工艺是成功的关键。西门子ZY研究院有好几支团队都在开展这一领域的前沿研究。

材料从根本上决定了产品的成本、环境影响和竞争力。以燃气轮机为例。要提高燃气轮机的效率，就必须提高其燃烧温度，而这要求耐热性更好的新型材料。西门子的所有业务领域几乎都能找到类似的例子。

但新的产品属性并不总是要求使用新材料。许多时候，只要采用新的组合方式将之结合起来，旧材料也足以满足需求。西门子ZY研究院有好几支团队都在开展有关研究，探索实现这一目标的各种途径。他们的想法是：当前仅使用了单一类型的金属或陶瓷的产品，未来将使用针对特定应用量身定制的各种材料组合。这一策略的优势显而易见，包括在提升性能、减轻重量和降低对原材料的需求以及提GX率和改善成本等方面的巨大潜力。

西门子ZY研究院的激光焊接与制造技术专员Friedrich Lupp以“窄间隙焊接”为例，解释了这种技术进步的光明前景。他指出，在人工焊接中，必须首先将金属部件的边缘充分切成斜边，以在其结合处形成V形痕。这个过程要切除一些材料，产生废弃物。随后，在V形痕中灌入融化的金融，形成焊缝。由于金属部件的厚度远远超过250毫米，因此所产生的裂隙肯定相当大。这样一来，就必须使用大量焊丝，耗用大量电力来填补这些裂隙。西门子ZY研究院作为主力参与开发的一项技术，解决了这个问题。采用这项技术，焊接产生的间隙仅为12毫米。一个专用焊接头将沿着裂隙自动灌入熔化的金属，而不要求任何人工操作。

其实这种方法早已有之。早在30年前，人们就已开始研制这种焊接头。但借助如今功能强大的计算机，甚至可以自动检测并填补不同宽度的间隙。焊接头自身便是检测系统的组成部分之一。负责熔化焊丝和母材的焊弧也起到了检测器的作用。其电压和电流是与墙壁和地面之间的距离的函数。还有一项新技术是，研究人员通过利用不受温度影响的X射线检测器，来检测刚刚完成焊接仍处于高温状态下的部件的缺陷，实现了质量控制。

西门子的研究人员正在对一系列旨在将不同金属连接起来的新型焊接技术进行实验，包括被称为“放电等离子烧结”（上图）的压焊技术。

在窄间隙焊接（上图和下图）中，自动引导的焊嘴将在两个工件之间狭窄的V形痕中灌入熔化的金属。这项技术既节电，又省材料。

西门子的团队也在研究其他焊接方法。其中一项技术涉及利用高性能激光器来进行焊接，所产生的接缝非常之小，以至于材料的冶金属性几乎保持不变，同时大大降低了耗电量。

更加新奇的是压焊技术。在压焊过程中，将两个大块的工件彼此用力搓擦，从而令两个部件的表面粘合起来，而并不真的将之熔化。这样，就可以将采用传统技术难以连接的金属焊接起来，如将铝与铜或将铝与钢焊接起来。所做的工作仍主要是基础研究。但如果西门子ZY研究院实验室内执行的试验取得成功，那么，这种新的材料组合将有助于节约成本。到那时，将可以仅仅在产品的特别敏感的部位使用昂贵的金属——如钼和铟以及铬、铜和银。

譬如，联合循环发电装置中的轮机转子必须满足与其他部件大相径庭的温度和材料要求。采用窄间隙焊接技术将各个部分连接起来，可以优化原材料的使用，而不必全部使用高成本材料。Lupp说：“我的梦想是，通过一个软件包告知设计工程师哪个部位该使用哪种材料，采用哪种制造工艺，以优化原材料使用效率，降低成本。”与此同时，还应当将随后的材料组合回收利用能力纳入考虑。然而，这样的项目只能与西门子PLM软件公司合作开展。

重复使用取代回收利用。随着时间的推移，轮机叶片的表面将产生细微的缺陷。因此，西门子ZY研究院研制了一项维修技术，借助成像处理软件来检测并记录缺陷的具体位置。然后，根据所得到的信息来引导配备了焊嘴的机械臂。焊嘴可将金属粉末喷射到需要维修的缺陷点。当金属粉末落到缺陷点上的同时，激光器将令这些粉末熔化，从而使之牢牢地黏合到叶片表面。这项技术允许在客户的经营场所实现半自动组件维修。在柏林的一座西门子轮机工厂，技术专员已经成功地试验了这项技术。Lupp表示，“我们的目标是以重复使用来取代回收利用，因为这能节省宝贵的原材料以及能源。”

Ursus Krüger博士是位于柏林的涂料研发集团（Coatings Research Group）的负责人，他主要从事冷气喷涂技术研究，他也更推崇回收利用，而不是重新制造。在冷气喷涂过程中，一个超音速喷嘴以高达每秒1,000米的速度，将粉末颗粒物撞击到组件表面。在碰撞的同时，颗粒物将释放出如此之巨大的能量，乃至将之熔化。由于气体和粉末的温度很低，采用这种工艺进行处理的组件不会升温，因而不会变形、变硬或变软。因此，这项技术是适于维修诸如破损或交付时发现缺陷的铸铁外壳或轻型建筑构件等部件的理想之选。冷气喷涂也可用于采用相同的材料来维修较大的缺陷，或者制作近似于成型轮廓的崭新形状。有时候，甚至可以现场执行冷气喷涂，而不必拆下部件。

与火焰喷涂或等离子喷涂不同的是，冷气喷涂中使用的工艺气体不会起化学反应，因此，所喷涂材料的成分和结构将在其应用过程中保持不变。所以，冷气喷涂适用于在金属、陶瓷、玻璃和塑料等材料上喷涂厚度几乎不受限制的优质金属层。冷气喷涂能够实现类似于喷砂清理的清洁效果和类似于喷丸硬化的加固作用，因此基本上无需进行预处理。喷上的硬质涂层甚至比原始材料更加坚硬。项目经理Oliver Stier博士指出，冷气喷涂简化了一些生产工序。正因如此，Krüger博士打算进一步巩固西门子在这一领域的和技术优势。他的团队已经取得了一系列冷气喷涂和粉末沉积焊接以及冷气喷涂纳米颗粒悬浊液等技术的权。Stier博士甚至可以在试验之前，估算出该工艺用于新应用的成本。这可确保只开发具有盈利能力的工艺。

上图：激光束熔化喷涂的金属粉末。下图：Wolfgang Rossner博士检查放电等离子烧结形成的固体金属陶瓷结合处。

冷气喷涂以高达每秒1,000米的速度将粉末喷到组件上，同时让组件保持低温以避免变形。

新组合。在位于慕尼黑的西门子ZY研究院，另一支团队正在Wolfgang Rossner博士的带领下潜心研制用于将截然不同的物质结合起来的非凡技术。其中一项技术就是超快烧结，该技术可以取代传统连接技术如焊接。在超快烧结过程中，材料在极高压力和温度下被挤压到一起直到粘结起来。这项技术已经投入使用相当长一段时间，但操作起来十分费时。然而，如果不是由外部热源对材料进行加热，而是利用电流从内部加热的话，这个过程只需要20分钟时间。不久前，这种被称为“放电等离子烧结”的方法已经用于生产普通陶瓷和金属材料。Rossner的团队尤为感兴趣的是新型组合如金属与陶瓷的复合物。

Rossner展示了一个大小的试样。一边由耐高温钢构成，而另一边则是金属氧化物陶瓷。他说：“人们无法分开这两种物质。”边界层只有几微米厚，包含金属与陶瓷之间的连续过渡。现在，这支团队正在努力改善陶瓷与金属之间的粘着性，所有必须耐受极高温度的材料都将受惠于这项技术进步。

研究人员的想法则更进一步，他们想将金属和陶瓷细粉混合物挤压起来，以形成极其难熔的材料。Rossner表示，这在理论上是可行的。他的团队正在探索如何将之用于燃气轮机和高压开关。他说：“这种材料将可能实现全新的属性组合，如兼具陶瓷的电绝缘性与金属的塑性变形性能。