HMI 符号与 SCADA 符号库
HMI 和 SCADA 符号是操作员真正盯着看的图形对象——控制画面上的电机、泵、阀门、储罐和仪表。它们与图纸符号的不同之处在于:它们是活的。每一个都绑定到一个 PLC 标签,并实时改变状态。本指南说明它们是什么、与静态 P&ID 图(管道仪表流程图)符号有何不同、背后的 ISA-101 平静颜色规则,以及如何获得 PNG/SVG 格式的厂商中立符号库。
什么是 HMI 符号?
HMI 符号(人机界面符号)是一台工厂设备在画面上的表示——一台泵、一条输送机、一个开关阀、一台液位仪表。在操作员画面上它同时做两件事:显示设备在工艺中的位置,以及设备此刻处于什么状态。
第二件事是与静态图形的关键区别。HMI 符号通常是一个多状态对象:运行时根据一个或多个 PLC 标签的值切换它的外观——颜色、报警标记、闪烁、方向箭头。电机符号停止时是灰色,运行时是绿色,无反馈时是琥珀色,处于 1 级报警时带一个红色标记。同一个图形,不同的状态。
HMI 符号与 SCADA 符号
这两个术语几乎可以互换使用,同一套库对两者都适用。区别在于范围,而不是图形:
- HMI——单台机器或单元的本地界面,通常是靠近设备的面板安装触摸屏(Weintek、Siemens Comfort Panel、Rockwell PanelView)。
- SCADA——监控与数据采集(Supervisory Control and Data Acquisition):从控制室监视并控制多台机器、多条产线甚至远程站点的上层系统(Ignition、WinCC、Citect、AVEVA System Platform)。
两者渲染的是同一类由标签驱动的动态对象,所以 SCADA 符号库和 HMI 符号库可以是同一批文件。重要的是符号要一致、一眼可读、基于标准——这正是 ISA-101 和 ISA-5.1 的用武之地。
HMI 符号与静态 P&ID 符号的区别
P&ID 符号是文档。它告诉工程师存在哪些设备、管道如何连接、位号是什么——但它从不改变。HMI 符号沿用同一套形状词汇,并让它动起来:
| P&ID 符号 | HMI 符号 |
|---|---|
| 静态——只画一次 | 多状态——随 PLC 标签变化而重绘 |
| 记录设计 | 实时操作工厂 |
| 白纸黑线 | 平静的灰色,颜色留给报警/状态 |
| 一种外观 | 停止 / 运行 / 手动 / 故障 / 报警…… |
最清楚的例子是电机。在 P&ID 图上它是一个标有 M 的圆圈。在 HMI 上它需要一组明确定义、操作员能立刻读懂的状态。完整的一组——停止、启动中、运行、无反馈、手动、禁用、P1/P2 报警和故障——在每个 HMI 都应显示的 9 种电机状态中介绍,包括每种状态如何映射到 PLC 标签和多状态指示灯。
ISA-101 的平静颜色理念
HMI 符号库最重要的一条规则是克制用色。ISA-101——HMI 设计标准——要求低饱和度、以灰色为主的基础画面,这样少数真正带颜色的东西才能切实抓住注意力。颜色是信息,不是装饰。
实践中这意味着符号用中性灰绘制在标准的 #C8C8C8 HMI 背景上,颜色留给状态和报警:
- 运行 / 启动——绿色。
- 停止——灰色。
- 无反馈 / 注意——黄色。
- 手动——蓝色。
- 报警优先级——红色(P1)、橙色(P2)、黄色(P3)、蓝色(P4)。
一块布满彩色 3D 管道和渐变的画面,效果与操作员的需要正好相反:当所有东西都很吵时,没有东西能突出。平静配色就是精心构建的 HMI 符号库看起来刻意低调的原因。我们在平静的 HMI 配色方案指南中深入讨论——包括色盲考量和反模式。
厂商中立的导出:一套库,所有平台
HMI 和 SCADA 市场分散在许多编辑器之间,其中大多数导入的是标准图像素材,而不是专有的符号格式。可移植的做法是把符号保存为普通的透明图像,让每个工具把它们当作多状态图形使用:
- 256×128 或 512×256 的透明 PNG——可直接放进位图编辑器。例如在 Weintek EasyBuilder Pro 中,把 PNG 导入 Picture Library,再把 Multi-state Lamp 的每个状态映射到一个 PLC 值。
- 可缩放的 SVG——用于 Ignition、Siemens WinCC 和 AVEVA 这类矢量平台,图形缩放不会模糊。
同一套导出文件可用于 Weintek EasyBuilder Pro、Siemens WinCC、Rockwell FactoryTalk View、Inductive Automation Ignition、AVEVA(Citect / System Platform)以及任何接受 PNG 或 SVG 的其他工具。因为素材基于标准、厂商中立,你不会被锁定在某一个 HMI 生态里——符号库跟着你从一个项目走到下一个项目。
如何获取 HMI 与 SCADA 符号
三种实用的方式,都能得到厂商中立的 PNG + SVG:
- 浏览社区库——工程师在符号编辑器 (Symbol Builder) 中绘制并以 CC BY 4.0 发布在 Explore 上的符号。按类别筛选,用免费账户下载 PNG/SVG(每月 5 次下载;付费计划提高配额),或者在编辑器中打开任意符号加以修改。
- 自己绘制——在免费的在线符号编辑器中,用基本形状、图标库部件和当作图章使用的社区符号组合出一个符号,按 ISA-101 配色重新上色,然后导出。发布它,它的导出走单独的额度。
- 非设备类的内容一律使用通用图标库——画面导航和系统图标、箭头、电气和闪电标志、指示、信号、报警和状态标记、仪表圆圈和连接线,都在图标库中。
从社区库中最常见的设备类别开始:
常见问题
什么是 HMI 符号?
操作员在人机界面上看到的图形对象——电机、泵、阀门、储罐、仪表和状态指示。与图纸符号不同,它们通常是多状态的:随着底层 PLC 标签在停止、运行、故障等状态之间变化,它们会实时改变外观。
HMI 符号和 SCADA 符号有什么区别?
它们是同一类由标签驱动的动态图形。HMI 通常指机器旁的本地面板;SCADA 指监控多台机器或多个站点的上位系统。同一套库对两者都适用——只是范围和平台不同。
HMI 符号与 P&ID 符号有什么不同?
P&ID 符号是静态文档。HMI 符号绑定到 PLC 标签并实时改变状态,而且遵循 ISA-101 的平静颜色规则——颜色只用于报警和状态。参见9 种电机状态。
HMI 符号应该用什么格式?
厂商中立:256×128 或 512×256 的透明 PNG 用于 Weintek EasyBuilder Pro 这类位图编辑器,可缩放的 SVG 用于 Ignition、WinCC 和 AVEVA 这类矢量平台。符号编辑器两种都导出,社区符号也提供两种格式下载。
在哪里可以获得 HMI 符号库?
浏览社区库——工程师以 CC BY 4.0 发布的多状态 HMI 符号——用免费账户下载 PNG/SVG(每月 5 次),在免费的符号编辑器中自己组合,非设备类图标(导航、箭头、指示、报警标记)则从图标库中获取。需要现成的设备符号,可以看符号库(英文页面):7000 多个符号,分为写实、ISA-101 平面和示意三种类型,可逐个下载可编辑的 SVG 或 PNG。
继续阅读
- P&ID 符号详解——所有符号类别的完整指南。
- P&ID 阀门符号——阀体、执行机构、故障安全位置和位号。
- ISA-101 HMI 设计标准——平静的颜色、报警优先级、层级。
- 每个 HMI 都应显示的 9 种电机状态——多状态映射实践。
- 绘制你自己的符号——免费在线编辑器。
- 浏览社区符号——以 CC BY 4.0 发布的多状态设备符号。
- 向社区提问——厂商的怪癖、状态机、符号需求。