SEPHMI软件介绍

1. 概述

SEPHMI是一个基于Web的面向智能制造与工业4.0的，实现新一代人机交互的界面组态工具软件。它通过Web浏览器即可实现对工业现场设备的模拟仿真、远程监控、实时控制、数据可视化与报警管理，无需安装客户端，真正实现了“随时随地、所见即所得”的工业操控体验。

典型应用场景包括：

l OTS操作培训的DCS流程画面模拟操作；

l 驾驶舱大屏展示；

l 模拟仿真优化界面；

l 智能工厂的设备状态监控；

l 工业物联网平台的可视化前端；

l 数字孪生系统的交互界面构建。

SEPHMI的主要用户是工程师人员，目标是简化开发和实施的工作量，提高效率，提升界面和交互体验。

SEPHMI的设计初衷为一款内部软件，主要是结合内部应用软件集合使用，如Sepsim、Aedm、CPMS、TrendSvr、RDI等，各软件提供底层数据，通过HMI组态形成可视画面。SEPHMI由众多组件组成，组件通过后端与各软件进行通讯来交互数据，最终实现前端画面的展示和交互功能。

但同时也支持外部软件系统的接入，在基于符合SEPHMI标准格式的数据，通过Redis或者http接口即可实现对接。

2. Web HMI程序的优势

3. 软件架构

l 前端层：可视化交互与动态画面核心

前端采用HTML5+JQuery+ECharts技术栈，构建轻量化、高交互性的用户操作界面，具体功能划分如下：

HTML5 基础构建：基于标准化 HTML5 标签，实现管理界面（配置页、监控页）与 HMI 运行画面的基础组件搭建，保障界面兼容性。

JQuery 动态交互：承担核心动态功能开发，包括页面元素事件绑定（如按钮点击、参数配置）、HMI 画面组态逻辑（组件拖拽、属性编辑）、运行时画面动态渲染（数据驱动界面更新），提升用户操作流畅度。

ECharts 数据可视化：提供专业级图表组件支持，覆盖曲线图（趋势数据展示）、柱状图（对比数据呈现）、饼状图（占比分析）、雷达图（多维度评估）等场景，满足工业监控场景下的数据分析与可视化需求。

l 后端层：Spring Boot 驱动的高可用服务核心

后端基于Spring Boot 框架开发，打造轻量、可扩展、高安全的服务端架构，核心优势与功能包括：

框架核心特性：具备快速启动（自动依赖管理）、自动配置（减少 XML 配置）、简化部署（内置 Tomcat 容器）等特性，降低开发与运维复杂度。

安全与兼容性：集成 Spring Security 组件，提供用户认证、角色权限控制、接口访问校验等安全能力；支持跨平台部署（Windows/Linux），并兼容 Docker 容器化，保障环境一致性。

l 接口层：三级灵活配置的多协议网关

接口层定位为 “内部应用集服务网关”，支持HTTP/Redis/Socket 三种协议，并通过 “三级配置” 实现接口灵活定义，具体能力如下：

多协议适配：

HTTP 协议：适配 Web 端标准数据交互，支持 RESTful 风格请求，用于配置数据读写、非实时监控数据传输；

Redis 协议：对接 Redis 缓存服务，用于高频访问数据（如 HMI 画面常用参数）的快速读写，提升响应速度；

Socket 协议：支持长连接实时通信，满足 HMI 运行画面毫秒级数据刷新需求（如设备实时状态、告警信息）。

三级灵活配置：

工程级配置：单个工程可设定统一接口地址（如默认数据库接口），简化基础配置；

画面级配置：工程内不同 HMI 画面可自定义独立接口地址（如 A 画面对接生产库、B 画面对接测试库）；

组件级配置：HMI 画面中单个组件（如某设备温度显示框）可单独定义接口地址，实现 “一画面多接口” 并发接入，适配复杂工业场景。

l 数据库层：多类型兼容的存储方案

系统采用 “默认存储 + 扩展存储” 的数据库架构，满足不同部署场景下的存储需求，具体支持如下：

默认存储：Sqlite：轻量级嵌入式数据库，无需独立安装服务，适用于单机部署、轻量化监控场景，保障系统快速启动与本地数据存储（如离线配置数据、历史缓存数据）。

扩展存储：多数据库兼容：支持主流关系型数据库，包括 SqlServer 2008 及以上（企业级高并发存储，适配大型工厂监控）、Mysql 5.0 及以上（中小型场景，开源低成本）、Kingbase V8 及以上（国产化数据库，满足信创项目需求），可根据项目规模与合规要求灵活选择。

l 部署层：本地与容器化双模式支持

部署方案兼顾 “轻量化快速启动” 与 “规模化标准部署”，提供两种部署模式：

本地命令运行：支持通过脚本命令（如 Windows 批处理、Linux Shell）直接启动系统，无需复杂环境配置，适用于单机测试、小型现场部署场景，实现 “一键启动”。

Docker 容器化部署：将系统打包为 Docker 镜像，通过容器编排工具（如 Docker Compose、K8s）实现部署，保障开发、测试、生产环境一致性，简化多节点集群部署与版本更新流程，适配云平台或虚拟化环境。

l 安全层：多层防护的安全保障体系

系统从 “服务安全、访问安全、传输安全” 三个维度构建防护体系，具体措施如下：

服务安全：基于 Spring Security 实现用户认证（账号密码校验、Token 登录）与权限控制（角色分配、接口权限绑定），防止非法访问服务端资源。

访问安全：支持 HMI 画面身份认证开关配置，非授权用户无法查看和操作。

传输安全：支持 HTTP 与 HTTPS 双协议访问，HTTPS 协议通过 SSL/TLS 加密数据传输，防止数据在传输过程中被窃取或篡改，保障工业数据安全性。

4. 软件功能

4.1. Explorer

Explorer主要用于线上运行，即对组态好的画面进行浏览和交互操作。Explorer的工程来源于Studio中的组态，二者完全物理分离，避免组态工作对线上运行的影响。当组态的内容在Studio中测试无误后，才可将工程导出，并下装到Explorer进行线上生产环境的运行。包括Sepsim模型的运行监控，在Explorer中，仅提供查看模型的运行状态和数据的功能，不支持修改模型参数，只有在Studio下才能进行参数的修改。

4.1.1. 工程管理

Explorer里的工程，均是通过Studio的工程导出文件，在这里进行导入而来。

导入后，可编辑该工程的接口信息，以实现与生产环境的模型或软件的数据连接。

运行画面

运行画面

运行画面

4.1.2. Sepsim

传统的模型软件为CS架构的软件，工程师要查看生产环境中的模型运行情况，只有远程进入服务器才能实现，在安全监管越来越严格的情况下，这种远程操作已经越来越不被安全规范所允许了，使得模型监控变得更加繁琐和难以进行。所以web化的模型监控势在必行，通过web化开发，使得模型软件得以通过局域网或被安全允许范围内的网络，进行跨设备、跨操作系统的进行访问和操作，对于模型运行的问题可以及时发现、及时的排除，保障系统运行安全和稳定。

运行画面

4.2. Studio

Studio主要用于线下组态工作，将组态好的各种画面进行预览和测试，在测试验证无误后，再导出工程文件，发给Explorer进行线上生产环境的运行。

4.2.1. 工程管理

Studio中的工程管理与Explorer有两个区别，一是支持新建工程（除导入之外），二是HMI组态。

系统提供了丰富的界面控件元素和图片图标资源，支持多种样式、动态效果的配置等，通过拖动与配置，实时预览所见即所得的界面效果。

系统支持对元素进行界面配置，也支持对整个页面、整个工程的控件进行导出Excel进行批量编辑，进一步提升组态效率。

系统支持标准的jquery+javascript+css的语法，便于借助外部AI工具来编写复杂的脚本，同时系统内也提供了大量的脚本帮助、控件帮助说明。

组态界面

4.2.2. 模板管理

模版是已经组态好的可用于被重复使用的HMI页的集合，在这里进行管理，模版的来源有两个，一是在工程的HMI列表中，可以将组态好的HMI也保存为模版，二是从模版管理中全新创建的HMI页。

模板一般是由多个组件组合而成的一个复杂画面，包括一些匹配好的脚本，即已经完成了这种组合组件所实现的特定功能，导入此模板后按模板使用说明进行配置即可使用。以下是当前以及积累的一些模板示例。

4.2.3. 素材管理

素材管理主要是对图片素材的集中管理，所有的自定义的图片都需要在此进行上传和管理，工程中使用的自定义图片则为从素材管理中导入后使用，包括小图标和大的背景图片。

4.2.4. Sepsim

Studio中的Sepsim除了Explorer中具有的在线模型监控功能之外，还可以对模型软件进行一些控制，如模型启停、运行倍速设置、导出导入IC、保存模型等等，以及对模型各算法参数进行调整，以优化模型计算。

1）模型运行控制

2）菜单

3）流程图

4）参数配置面板

4.2.5. 用户管理

对登录SEPHMI的用户进行管理，并对用户进行权限设置。

4.3. 多语言支持

当前SEPHMI支持中文、英文、法语三种语言。对于其他语言的需求，系统提供了标准语言表，将对应词语或语句翻译为目标语言即可。