ISA-5.1: Uma Referência Prática para Engenheiros de HMI
ISA-5.1 — “Instrumentation Symbols and Identification” é a norma que permite a um engenheiro de processo em Estugarda e a um operador de painel em São Paulo lerem o mesmo P&ID e chegarem ao mesmo modelo mental da malha. Define a notação abreviada de letras em bolha que se vê em cada desenho — FIC-101, PSV-204, LSHH-301 — e as convenções geométricas que distinguem um instrumento de campo de um ligado ao DCS.
Esta é uma referência de profissional, não uma reafirmação literal. Foca-se nas partes que importam quando se está a desenhar símbolos de HMI — ou a escolher um que outro engenheiro publicou — formato de tag, códigos de letras e símbolos de montagem.
1. Formato de tag
Cada tag ISA-5.1 é um identificador em duas partes:
- Letras de função (1 a 4 letras) descrevem o que o instrumento mede e o que faz.
- Número da malha (tipicamente 3 dígitos) identifica a malha específica. Convencionalmente agrupado por área:
1xxpara a unidade 1,2xxpara a unidade 2, etc.
Unidos por um hífen: FCV-104. Letras de sufixo opcionais (A/B/C, S, X) tratam de redundância, interruptores e acessórios: PT-101A, HS-204, FCV-104S.
2. Primeiras letras — a variável medida
| Letra | Variável | Exemplo |
|---|---|---|
P | Pressão | PT-101 (transmissor), PIC-101 (controlador) |
T | Temperatura | TI-201 (indicador), TT-201 (transmissor) |
F | Caudal | FT-301 (transmissor), FCV-301 (válvula de controlo) |
L | Nível | LIT-401 (transmissor indicador), LSHH-401 (interruptor de nível muito alto) |
A | Analítica (pH, O₂, condutividade, …) | AT-501, AIT-501 |
W | Peso / força | WIT-602 (célula de carga) |
S | Velocidade / frequência | SIT-701, SS-701 (interruptor de velocidade) |
V | Vibração | VT-801, VAH-801 (alarme de vibração alta) |
Y | Evento / estado / presença | YS-901 (interruptor de estado) |
Z | Posição | ZS-1001 (interruptor de fim de curso), ZT-1001 (transmissor de posição) |
U | Multivariável | UY-1101 |
3. Letras modificadoras e subsequentes
As letras depois da primeira descrevem a função do instrumento:
| Letra | Função |
|---|---|
I | Indicador (leitura local) |
C | Controlador |
T | Transmissor |
R | Registador / historiador |
S | Interruptor |
V | Válvula / elemento final de controlo |
Y | Computação / conversão (I/P, bloco matemático) |
E | Elemento sensor (bruto) |
H / HH | Alarme ou limite alto / muito alto |
L / LL | Alarme ou limite baixo / muito baixo |
Q | Totalização (integração) |
Juntando tudo:
PIT-101— transmissor indicador de pressão (um transmissor com visor local).FIC-301— controlador indicador de caudal (um controlador com visor incorporado).LSHH-401— interruptor de nível muito alto (um dispositivo de disparo discreto para lógica de segurança).FQI-501— indicador totalizador de caudal (um totalizador de caudal com visor).FCV-104— válvula de controlo de caudal (uma válvula atuada pelo controlador de caudal).PSV-201— válvula de segurança de pressão (uma válvula de alívio).
4. Símbolos de montagem
A bolha em torno da tag indica-lhe onde o instrumento reside, o que é fundamental porque determina o que o operador pode ver e tocar:
| Símbolo | Significado | Interação do operador |
|---|---|---|
| Círculo simples (sem linha) | Instrumento de campo | Visível apenas junto do equipamento. Indicação local ou transmissor. |
| Círculo com linha horizontal | DCS / indicação centralizada | Visível na sala de controlo. Acessível ao operador. |
| Círculo dentro de um quadrado | PLC / controlador programável | Lógica no PLC. Visível ao operador se exposta via HMI. |
| Círculo com dupla linha horizontal | Visor partilhado / controlo partilhado | Vários operadores / funções acedendo ao mesmo visor. |
As HMIs modernas esbatem a fronteira entre DCS e PLC, mas a convenção persiste nos P&IDs porque reflete onde reside a lógica, não onde os dados são mostrados. Uma malha controlada por PLC com um faceplate SCADA continua a ser desenhada com o quadrado do PLC — o SCADA é apenas uma janela para ela.
5. Exemplos de malhas comuns
Malha de controlo de pressão
PT-101 → PIC-101 → PCV-101. Um transmissor deteta a pressão, o controlador (DCS ou PLC, daí a convenção da bolha importar) calcula a saída, e a válvula de controlo modula. O número de malha 101 é partilhado.
Intertravamento de nível
LIT-401 é o transmissor indicador analógico para o controlo normal. LSHH-401 é um interruptor discreto separado (frequentemente uma sonda de forquilha vibratória ou de capacitância) ligado ao sistema de segurança independentemente do DCS. A ISA-84 (segurança funcional) normalmente exige esta independência.
Arranque/paragem de motor
HS-201 (interruptor manual — arranque), YS-201A (estado em marcha), YS-201B (estado de alarme). Algumas instalações usam M-201 como tag guarda-chuva do “objeto motor” e desdobram os sinais individuais como sufixos.
6. Desenhá-los em software de HMI
A maioria das plataformas de HMI vem com uma biblioteca de instrumentos genérica que tecnicamente segue a ISA-5.1, mas:
- As formas são muitas vezes datadas (biséis 3D, preenchimentos com gradiente) e colidem com a ISA-101.
- A visibilidade da tag está fixada no código — não se consegue desligá-la facilmente quando a HMI faz a marcação através de objetos de texto sobre o bitmap.
- As variantes de símbolo de montagem (campo/DCS/PLC/partilhado) estão normalmente ausentes ou duplicadas como entradas de biblioteca separadas sem convenção de nomenclatura.
Como a HMI Library trata disto, em três camadas:
- Biblioteca de ícones genéricos — o conjunto oficial inclui as quatro cascas de montagem (campo, DCS, PLC, partilhado) e o losango de lógica como bolhas vazias, mais os tipos de linha de sinal ISA-5.1 (tubagem de processo, elétrica, pneumática, hidráulica, capilar, ligação de dados) e os selos de alarme/estado que se combinam com elas. O texto de tag é opcional em cada ícone, para que o possa deixar desligado quando a HMI faz a marcação com um objeto de texto por cima.
- Symbol Builder — no editor gratuito no navegador coloca um carimbo de bolha, digita as letras de função e o número de malha, adiciona um selo P1/P2 ou um estado de “sem sinal” se precisar, e exporta SVG limpo ou PNG transparente. Um instrumento com tag demora cerca de um minuto; uma família completa P/T/F/L com variantes SH/SL/SHH/SLL é um modelo que guarda uma vez e reutiliza por projeto.
- Biblioteca da comunidade — os engenheiros publicam instrumentos acabados (transmissores, controladores indicadores, interruptores, sensores discretos como ZS/LS/FS) sob CC BY 4.0 em Explore → Instrumentação. Os símbolos que passam a verificação automática ISA-101 (paleta, traço, estrutura) ostentam uma marca “conforme com a ISA-101”. Se um estiver próximo mas não exatamente na sua convenção de tags, abra-o no Builder, edite, e republique com crédito ao original.
Precisa de um instrumento com tag para um ecrã? Explore o que os engenheiros já publicaram, ou construa-o você mesmo: bolha, letras, número de malha, exportar.
Abrir o Symbol Builder → Explorar símbolos de instrumentos →Não tem a certeza de qual o código de letra que se aplica à sua malha? Pergunte à comunidade no fórum.
7. ISA-5.1 vs ISA-5.5 vs ISA-101
Estas três são frequentemente confundidas:
- ISA-5.1 — identificação de instrumentação: tags, letras, bolhas de montagem. Centrada no P&ID.
- ISA-5.5 — símbolos gráficos para equipamentos de processo (depósitos, colunas, bombas em estilo P&ID). Na HMI Library, essas formas de equipamento são o que a comunidade desenha no Builder e publica em Explore; a biblioteca oficial mantém-se deliberadamente na iconografia genérica de HMI.
- ISA-101 — design de HMI: como compor um ecrã, o que as cores significam, prioridades de alarme. Ver o nosso guia ISA-101.
Uma HMI bem concebida usa a ISA-101 para o layout e a cor, incorpora as tags ISA-5.1 exatamente como o P&ID as desenhou para que os operadores possam fazer a referência cruzada, e representa os equipamentos com formas reconhecíveis por qualquer pessoa que tenha lido o P&ID.
8. Referências
- 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”