ISA-5.1 : une référence pratique pour les ingénieurs IHM
L'ISA-5.1 — « Instrumentation Symbols and Identification » est la norme qui permet à un ingénieur procédé à Stuttgart et à un opérateur pupitreur à São Paulo de lire le même P&ID et d'aboutir au même modèle mental de la boucle. Elle définit la notation abrégée en bulles et lettres que l'on voit sur chaque plan — FIC-101, PSV-204, LSHH-301 — et les conventions géométriques qui distinguent un instrument de terrain d'un instrument câblé dans le DCS.
Ceci est une référence de praticien, pas une reformulation mot pour mot. Elle se concentre sur les parties qui comptent quand vous dessinez des symboles IHM — ou que vous en choisissez un publié par un autre ingénieur — format de tag, codes de lettres et symboles de montage.
1. Format de tag
Chaque tag ISA-5.1 est un identifiant en deux parties :
- Lettres de fonction (1 à 4 lettres) décrivent ce que l'instrument mesure et ce qu'il fait.
- Numéro de boucle (généralement 3 chiffres) identifie la boucle précise. Regroupé par convention selon la zone :
1xxpour l'unité 1,2xxpour l'unité 2, etc.
Reliés par un trait d'union : FCV-104. Des lettres de suffixe optionnelles (A/B/C, S, X) gèrent la redondance, les commutateurs et les accessoires : PT-101A, HS-204, FCV-104S.
2. Premières lettres — la grandeur mesurée
| Lettre | Grandeur | Exemple |
|---|---|---|
P | Pression | PT-101 (transmetteur), PIC-101 (régulateur) |
T | Température | TI-201 (indicateur), TT-201 (transmetteur) |
F | Débit | FT-301 (transmetteur), FCV-301 (vanne de régulation) |
L | Niveau | LIT-401 (transmetteur indicateur), LSHH-401 (détecteur de niveau très haut) |
A | Analyse (pH, O₂, conductivité, …) | AT-501, AIT-501 |
W | Poids / force | WIT-602 (cellule de charge) |
S | Vitesse / fréquence | SIT-701, SS-701 (détecteur de vitesse) |
V | Vibration | VT-801, VAH-801 (alarme de vibration haute) |
Y | Événement / état / présence | YS-901 (détecteur d'état) |
Z | Position | ZS-1001 (fin de course), ZT-1001 (transmetteur de position) |
U | Multivariable | UY-1101 |
3. Lettres modificatrices et suivantes
Les lettres après la première décrivent la fonction de l'instrument :
| Lettre | Fonction |
|---|---|
I | Indicateur (affichage local) |
C | Régulateur |
T | Transmetteur |
R | Enregistreur / historien |
S | Détecteur |
V | Vanne / organe de réglage final |
Y | Calcul / conversion (I/P, bloc mathématique) |
E | Élément sensible (brut) |
H / HH | Alarme ou seuil haut / très haut |
L / LL | Alarme ou seuil bas / très bas |
Q | Totalisation (intégration) |
En les assemblant :
PIT-101— transmetteur indicateur de pression (un transmetteur avec affichage local).FIC-301— régulateur indicateur de débit (un régulateur avec affichage intégré).LSHH-401— détecteur de niveau très haut (un dispositif de déclenchement discret pour la logique de sécurité).FQI-501— indicateur totalisateur de débit (un totalisateur de débit avec affichage).FCV-104— vanne de régulation de débit (une vanne actionnée par le régulateur de débit).PSV-201— soupape de sûreté de pression (une soupape de décharge).
4. Symboles de montage
La bulle autour du tag vous indique où se trouve l'instrument, ce qui est déterminant car cela conditionne ce que l'opérateur peut voir et manipuler :
| Symbole | Signification | Interaction opérateur |
|---|---|---|
| Cercle simple (sans ligne) | Instrument de terrain | Visible uniquement sur l'équipement. Indication locale ou transmetteur. |
| Cercle avec ligne horizontale | DCS / indication centralisée | Visible en salle de contrôle. Accessible à l'opérateur. |
| Cercle dans un carré | PLC / automate programmable | Logique dans le PLC. Visible par l'opérateur s'il est exposé via l'IHM. |
| Cercle avec double ligne horizontale | Affichage partagé / commande partagée | Plusieurs opérateurs / fonctions accédant au même affichage. |
Les IHM modernes brouillent la frontière entre DCS et PLC, mais la convention persiste sur les P&ID parce qu'elle reflète où réside la logique, et non où la donnée est affichée. Une boucle pilotée par PLC avec une façade SCADA reste dessinée avec le carré PLC — le SCADA n'est qu'une fenêtre sur celle-ci.
5. Exemples de boucles courantes
Boucle de régulation de pression
PT-101 → PIC-101 → PCV-101. Un transmetteur mesure la pression, le régulateur (DCS ou PLC, d'où l'importance de la convention de bulle) calcule la sortie, et la vanne de régulation module. Le numéro de boucle 101 est partagé.
Verrouillage de niveau
LIT-401 est le transmetteur indicateur analogique pour la régulation normale. LSHH-401 est un détecteur discret séparé (souvent une sonde à lame vibrante ou capacitive) câblé dans le système de sécurité indépendamment du DCS. L'ISA-84 (sécurité fonctionnelle) impose généralement cette indépendance.
Marche/arrêt moteur
HS-201 (commutateur manuel — marche), YS-201A (état en marche), YS-201B (état alarme). Certains sites utilisent M-201 comme tag parapluie « objet moteur » et déclinent les signaux individuels en suffixes.
6. Les dessiner dans un logiciel IHM
La plupart des plateformes IHM sont livrées avec une bibliothèque d'instruments générique qui suit techniquement l'ISA-5.1, mais :
- Les formes sont souvent datées (biseaux 3D, remplissages en dégradé) et jurent avec l'ISA-101.
- La visibilité du tag est figée en dur — vous ne pouvez pas facilement la désactiver quand l'IHM gère le marquage via des objets texte par-dessus le bitmap.
- Les variantes de symbole de montage (terrain/DCS/PLC/partagé) sont généralement absentes ou dupliquées en entrées de bibliothèque séparées sans convention de nommage.
Comment HMI Library gère cela, en trois couches :
- Bibliothèque d'icônes génériques — le jeu officiel fournit les quatre coquilles de montage (terrain, DCS, PLC, partagé) et le losange logique sous forme de bulles vides, plus les types de lignes de signal ISA-5.1 (conduite de procédé, électrique, pneumatique, hydraulique, capillaire, liaison de données) et les badges d'alarme/état à combiner avec elles. Le texte de tag est optionnel sur chaque icône, vous pouvez donc le laisser de côté quand l'IHM gère le marquage avec un objet texte par-dessus.
- Symbol Builder — dans l'éditeur gratuit dans le navigateur, vous déposez un tampon de bulle, tapez les lettres de fonction et le numéro de boucle, ajoutez un badge P1/P2 ou un état « pas de signal » si nécessaire, et exportez du SVG propre ou du PNG transparent. Un instrument marqué prend environ une minute ; une famille P/T/F/L complète avec variantes SH/SL/SHH/SLL est un gabarit que vous enregistrez une fois et réutilisez à chaque projet.
- Bibliothèque communautaire — des ingénieurs publient des instruments finis (transmetteurs, régulateurs indicateurs, détecteurs, capteurs discrets tels que ZS/LS/FS) sous licence CC BY 4.0 sur Explorer → Instrumentation. Les symboles qui passent la vérification ISA-101 automatique (palette, trait, structure) portent la mention « conforme ISA-101 ». Si l'un est proche mais ne correspond pas tout à fait à votre convention de tag, ouvrez-le dans le Builder, modifiez-le et republiez avec attribution à l'original.
Besoin d'un instrument marqué pour une vue ? Parcourez ce que les ingénieurs ont déjà publié, ou construisez-le vous-même : bulle, lettres, numéro de boucle, export.
Ouvrir le Symbol Builder → Explorer les symboles d'instruments →Vous ne savez pas quel code de lettre s'applique à votre boucle ? Demandez à la communauté sur le forum.
7. ISA-5.1 vs ISA-5.5 vs ISA-101
Ces trois normes sont souvent confondues :
- ISA-5.1 — identification de l'instrumentation : tags, lettres, bulles de montage. Centrée sur le P&ID.
- ISA-5.5 — symboles graphiques pour les équipements de procédé (cuves, colonnes, pompes au style P&ID). Sur HMI Library, ces formes d'équipement sont ce que la communauté dessine dans le Builder et publie sur Explorer ; la bibliothèque officielle reste délibérément sur une iconographie IHM générique.
- ISA-101 — conception IHM : comment composer une vue, ce que signifient les couleurs, les priorités d'alarme. Voir notre guide ISA-101.
Une IHM bien conçue utilise l'ISA-101 pour la mise en page et la couleur, intègre les tags ISA-5.1 exactement comme le P&ID les a dessinés afin que les opérateurs puissent faire le rapprochement, et représente les équipements avec des formes reconnaissables par quiconque a lu le P&ID.
8. Références
- ISA-5.1-2009 — « Instrumentation Symbols and Identification »
- ISA-5.5 — « Graphic Symbols for Process Displays »
- ISA-101.01-2015 — « Human Machine Interfaces for Process Automation Systems »
- ISA-18.2-2016 — « Management of Alarm Systems »