生产力、精度、可用性、成本 — 这些是机床领域中起决定作用的推动因素。拥有特殊功能的 SINUMERIK 控制系统能够精确满足这些要求，可实现较高数控性能。

许多方式可用来实现高生产力

在利用各种提高生产力的可能方式方面，机械手集成、智能运动控制以及连续优化是相关的专门用语。

机械手集成的所有方面
人们对机床自动化解决方案与高精度工业机械手配合使用的需求正在迅速增加。搬运以及高精度和复杂加工任务也是这种情况。借助于 SINUMERIK，西门子提供了一种用于机械手集成的数控系统：从为了完成搬运任务而通过用户友好的集成实现的简单连接，直至机械手运动机构在系统中的全面集成。

智能运动控制
借助于 Advanced Surface 和 Top Surface 智能运动控制功能，SINUMERIK 能够以极高加工速度取得最佳工件表面。

连续优化
使用 SINUMERIK Operate 的“自动伺服调谐”(Auto Servo Tuning (AST)) 功能，可达到机器轴的最高动态性能和精度，自动优化控制参数。这就简化了机器的调试，并可使用 AST 在运行过程中定期优化机器。这可确保在整个生命周期内达到最高机器精度。

生产精度

实现 SINUMERIK 高精度的一种方法是通过软件对机械效应进行补偿。这种补偿包括 80 位 NANO、摩擦补偿和点头振动补偿。

精度
SINUMERIK 数控系统和 SINAMICS 变频装置能够以高性能 80 位 NANO 精度进行计算。这样就消除了舍入误差，在整个控制器回路中达到极高内部计算精度

包含下列组件：

A CPU:
不同的 CPU 可用于不同的性能范围，包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。

用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (SM)。

用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (CP)。

用于高速计数、定位（开环/闭环）及 PID 控制的功能模块（FM）。

根据具体要求，也可使用下列模块：

负载电源 (PS) 用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 V AC 电源电压。

接口模块 (IM) 用于连接多层配置中的中央控制器 (CC) 和扩展单元 (EU)。
SIMATIC S7-300 可通过跨 CC 和 3 个 EU 分布的最多 32 个模块来操作。所有模块均在外壳中运行，并且无需风扇。

适合扩展环境条件的 SIPLUS 模块：
适合温度范围 -25 至 +60 °C、较高湿度、冷凝和结霜负荷条件。防直接日晒、雨淋或水溅，在防护等级为 IP20 机柜内使用时，可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 IP65 外壳。

设计

S7-300 的简单设计使其功能多样，易于维护：

安装模块：
只需简单地将模块挂在安装导轨上，转动到位然后锁紧螺钉。

集成背板总线：
集成的背板总线；背板总线集成在模块上。模块通过总线连接器相连，总线连接器插在外壳的背面。

模块采用机械编码，更换极为容易：
更换模块时，必须拧下模块的固定螺钉。按下闭锁机构，可轻松拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器错插到其他的模块上。

现场证明可靠的连接：
对于信号模块，可以使用螺钉型、弹簧型或绝缘刺破型前连接器。

TOP 连接：
为采用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子连接的 1 线 - 3 线连接系统提供预组装接线另外还可直接在信号模块上接线。

规定的安装深度：
所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内，并有前盖保护。因此，所有模块应有明确的安装深度。

无插槽规则：
信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。

扩展

如果用户需要使用 8 个以上插槽来安装其自动化任务中的信号模块、功能模块或通信处理器模块，则可以将 S7-300（CPU 312 和 CPU 312C 除外）扩展：

中央控制器和3个扩展机架最多可连接32个模块：
总共可将 3 个扩展装置（EU）连接到中央控制器（CC）。每个 CC/EU 可以连接八个模块。

通过接口模板连接：
每个 CC / EU 都有自己的接口模块。在中央控制器上它总是被插在 CPU 旁边的插槽中并自动处理与扩展装置的通信。

通过 IM 365 进行扩展：
1 个扩展装置最远扩展距离为 1 米；电源电压也通过扩展装置提供。

通过 IM 360/361 扩展：
3 个扩展装置， CC 与 EU 之间以及 EU 与 EU 之间的最远距离为 10m。

物理隔离安装：
对于单独的 CC/EU，也能够以更远的距离安装。两个相邻 CC/EU 或 EU/EU 之间的距离：最大 10 m

灵活的安装选件：
CC/EU 既可以水平安装，也可以垂直安装。这样可以最大限度满足空间要求。

通信

S7-300 具有不同的通信接口：

连接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网总线系统的通信处理器。

用于点到点连接的通讯模块。

多点接口 (MPI)，集成到 CPU 中；
用于同时连接编程器/PC、HMI 系统和其它 SIMATIC S7/C7 自动化系统的低成本解决方案。

通过 PROFIBUS DP 进行过程通信

SIMATIC S7-300 通过通信模块或配有集成式 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。通过带有 PROFIBUS DP 主站/从站接口的 CPU，可构建一个高速的分布式自动化系统，并且使得操作大大简化。

从用户的角度来看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别（相同的组态，编址及编程）。

以下设备可作为主站连接：

SIMATIC S7-300 
（使用带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）

SIMATIC S7-400 
（使用带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）

SIMATIC C7
（通过配有 PROFIBUS DP 接口的 C7，或通过 PROFIBUS DP CP）

SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，带 IM 308

SIMATIC 505

出于性能原因，每条线路上连接的主站不得超过 2 个。

以下设备可作为从站连接：

ET 200 分布式 I/O 设备

S7-300，通过 CP 342-5

CPU 313C-2 DP，CPU 314C-2 DP，CPU 314C-2 PN/DP，CPU 315-2 DP

降低运行成本

通过采用节能型解决方案，可在整个机床生命周期内降低运行成本。

安全性提高

保护程序代码知识产权并针对通过恶意软件进行的操纵提供保护是 SINUMERIK 系统完整性中的两个重要方面。

专有技术保护
使用 SINUMERIK Lock MyCycles 功能，用户循环可保存到控制系统以进行保护。由密码保护的 SIMATIC STEP 7 程序块可以保护知识产权和专有技术。

信息安全
面对网络攻击，必须针对基于 PC 的系统和控制层提供保护。使用防病毒和白名单软件，可针对操纵提供保护并防止恶意软件对 PC 系统造成影响。

SINUMERIK Ctrl-Energy
SINUMERIK Ctrl-Energy 包括广泛的高能效传动装置/电机部件、数控/传动功能、软件解决方案和服务。用户可轻松使用一些智能功能，例如，能够分析与每个加工的工件相关的能耗成本。只需按 Ctrl+E 快捷键，SINUMERIK 即可帮助用户可持续地节约电能。

防碰撞
提供最优碰撞防护：SINUMERIK 中的防碰撞功能 (Collision Avoidance) 针对配有一个 NCU 的单通道机床以及复杂加工操作（如 5 轴同时铣削）提供实时 3D 碰撞监视。所有操作模式（JOG、MDA 和自动）都具有碰撞监视功能。在 SINUMERIK Operate 中，可对机床部件相互之间以及与刀具之间的相对运动进行 3D 可视化模拟。

状况监视
通过 SINUMERIK 状况监视，可对有关机器状况的信息进行评估，并使用机器指纹获取机器状态。这样就可做出有关机器质量以及可能隐藏的问题的有效陈述。

使用 SinaSave 能效工具，可根据具体使用条件计算潜在能量节约和分摊时间，因而在做出有关节能技术的投资角色方面提供实用帮助。

使用 SinaSave V6.0 及更高版本时，可以图形方式显示待比较的传动系统以及相关传动组件参数。附加的扩展功能包括：可针对不同控制类型和全面的产品组合进行各种比较，用于实现泵和风机应用中的驱动解决方案。除 SIMOTICS 电机和 SINAMICS 变频器外，该产品组合还包括 SIRIUS 开关装置，可根据具体需求提供全面比较。

SinaSave 提供了多种比较方式：

比较输出功率在 0.55 kW（低压）到 5.5 MW（中压）范围内的泵和风机应用的传动系统

电抗器控制（固定速度；电机和分断装置）

旁路控制（固定速度；电机和分断装置）

速度控制（可变速度；电机和变频器）

对不同能效等级的标准电机（包括防爆型电机）进行比较和评估

SinaSave 可按以下方式对产品和系统进行各种比较

显示能源和能源成本的节约潜力以及 CO2 排放情况

估算成本分摊时间

估算总的生命周期成本

根据有关满负载和部分负载的 EN 50598-2 标准来表示系统功耗

将西门子传动装置与 EN 50598-2 中描述的电力传动系统 (PDS) 直接进行比较

使用 SinaSave 能效工具