HMI - Farben in der Visualisierung

Artikel#: 00109

Datum: 2025-05-07

Autor: Radim

Bevor wir eine HMI-Visualisierung entwerfen, ist es wichtig zu wissen, wie wir Farben verwenden wollen. Farbe ist ein sehr starkes Mittel für visuelle Präsentationen. Da Farben unbewusst die Aufmerksamkeit der Menschen auf sich ziehen, sollten wir genau darauf achten, wie wir Farben in unserem HMI-Design verwenden. Menschen können Instanzen einer bestimmten Farbe viel schneller erkennen als Instanzen einer bestimmten Form. Die richtige Verwendung von Farben in HMIs ist nicht nur eine Frage der Ästhetik, sondern ein Schlüsselfaktor für einen effizienten und sicheren Betrieb. Sie erhöht die Übersichtlichkeit, verbessert die Erkennung kritischer Zustände und verringert das Risiko menschlicher Fehler. Gleichzeitig kann es bei unsachgemässer Verwendung eine Gefahr für den Betrieb darstellen. Die Verwendung von Farben sollte standardisiert, konsistent, streng befolgt werden und im HMI-Styleguide dokumentiert sein.

Es gibt mehrere Gründe, warum Designer und HMI-Entwickler Farben missbrauchen: um die Visualisierung "hübscher" zu machen, um zu verhindern, dass die Visualisierung "langweilig" aussieht, um die Visualisierung "realistischer" zu machen oder um sie mehr wie eine Telefon-"App" zu gestalten. Farbe kann nur dann wirksam zur Hervorhebung von Elementen auf einem Bildschirm eingesetzt werden, wenn sie nicht übermässig für andere Zwecke verwendet wird. Ein übermässiger Einsatz von Farben führt zu Chaos und verringert die Klarheit. Im Gegenteil: Bildschirme mit minimaler Farbgebung bieten dem Bediener ein besseres Situationsbewusstsein, da sie ihm helfen, sich auf das Wesentliche zu konzentrieren.

Um ein optimales HMI-Design zu gewährleisten, ist es sehr wichtig, Farbstandards festzulegen und strikt einzuhalten.
Bestimmt Farben und ihre Bedeutungen. Die Anzahl der Farben sollte auf ein Minimum beschränkt werden, und es sollten durchweg nur unterscheidbare Farben verwendet werden. Die Verwendung einer begrenzten Farbpalette verhindert eine visuelle Überlastung der Nutzer. Für die Bediener ist es unpraktisch, sich zu viele Farbbedeutungen merken zu müssen. Verwende bestimmte Farben für bestimmte Dinge. Sobald einer Farbe eine bestimmte Verwendung oder Bedeutung zugewiesen wurde, sollte keine andere Farbe für denselben Zweck verwendet werden.

Definiere in der HMI-Entwicklungsumgebung ein Farbschema, in dem die vom Design vorgegebenen Farben verfügbar sind. Jede Farbe sollte unter einem Namen definiert werden. In der Entwicklungsumgebung verwenden wir nicht die Farbdefinition selbst, sondern ihren Namen (Konstanten z.B. Green01, Red05, etc.). (Die Namen müssen keine bestimmte Bedeutung haben. Wir können die Bedeutung des Farbnamens in der HMI-Styleguide-Dokumentation zuordnen).
Es ist wichtig, dass der Entwickler nur aus der Reihe von vordefinierten Farben auswählt. Diese Regel ermöglicht eine einfache Änderung der verwendeten Farbe in allen ihren Vorkommen von einer Stelle aus, falls erforderlich. Und wir haben immer einen guten Überblick, wo die Farben verwendet werden.

Wenn der Systemzustand den erwarteten Bedingungen entspricht, sollten das HMI-Display die normalen Bedingungen nicht hervorheben oder die Aufmerksamkeit des Bedieners unnötig auf sich ziehen. Eine passende Verwendung von Farben lenkt dann die Aufmerksamkeit des Bedieners auf den Punkt im Prozess, der von einem normalen oder erwarteten Zustand abweicht. Es gibt Nutzer, die farbenblind sind (etwa 10 % der Männer und 1 % der Frauen sind farbenblind). Daher sollte die Farbe allein nicht der einzige Indikator für wichtige Informationen sein. Neben der Farbe sollten relevante Informationen auch durch ein anderes Zeichen, wie z.B. ein Symbol oder ein Text, erkennbar sein.

Simulation der normalen (obere Hälfte des Fotos) und dichromatischen (untere Hälfte) Wahrnehmung von roten und grünen Äpfeln
Artikel über Farbenblindheit auf Wikipedia

Verwende keine Farben für ein Symbol, nur um diesem Symbol eine Farbe zu geben. Teile der Maschine, die keine Informationen über den Zustand liefern, können in der Visualisierung als Piktogramme dargestellt werden.
Die Farbcodierung in der HMI sollte auch mit den Hardware-Anzeigen an der Maschine übereinstimmen, wie z.B. Leuchtturmlampen und LED-Anzeigen, und ggf. den örtlichen Normen entsprechen.

Bei der Verwendung von Farben ist darauf zu achten, dass sie einen ausreichenden, aber nicht zu starken Kontrast zum Hintergrund bilden, da ein zu starker Kontrast die Augen überanstrengen und ermüden kann. Die Hintergrundfarbe sollte so gewählt werden, dass sie bei der zu erwartenden Umgebungsbeleuchtung einen akzeptablen und ausreichenden Kontrast bietet. Für den Hintergrund eines HMI-Displays wird immer empfohlen, Pastelltöne wie Hellgrau oder Hellbraun zu verwenden, die Blendung und Ermüdung des Bedieners verringern. Diese Farben sind angenehm für die Augen und bilden einen guten Kontrast zu den dunkleren und auch helleren Farben (z. B. rot, gelb, grün, blau usw.), die für die anderen Komponenten auf dem Bildschirm der HMI verwendet werden. Verwendung von Farbverläufen sollte vermieden werden, da der wechselnde Farbton des Farbverlaufs einen abnehmenden Kontrast zum Text oder den Symbolen im Vordergrund verursacht.

Unsere Augen sind darauf trainiert, nach Kontrasten zu suchen. Grosse Flächen mit kräftigen Farben lenken von wichtigen Daten ab. Selbst eine einfarbige schwarze Form auf hellem Hintergrund kann zu dominant sein oder sogar visuell ablenken. Displays, die den normalen Betrieb zeigen, sollten keine stark gesättigten Farben aufweisen. Versucht, helle, gesättigte Farben nur zu verwenden, um abnormale Bedingungen anzuzeigen und die Aufmerksamkeit des Benutzers auf kritische Daten zu ziehen.

Literaturhinweis:

1. Akram Hossain, Tanima Zaman. American Society for Engineering Education (2012). AC 2012-3605: HMI Design: An Analysis of a Good Display for Seamless Integration between User Understanding and Automatic Controls.
2. Bill R. Hollifield. Hexagon AB (2021). Maximize Operator Effectiveness: High Perfomance HMI Principles and Best Practices. PAS High Perfomance HMI Part 1 - White Paper.
3. General Electric (2021). Modern HMI/SCADA Guidebook for Efficient Operations.
4. John Krajewski. AVEVA (2023). HMI/SCADA design fundamentals: Building for situational awareness - White Paper.
5. Opto 22. Building an HMI that Works - Best Practices for Operator Interface Design.
6. RealPars. High-Performance HMI Colors - Palettes and Inspiration.
7. Rockwell Automation (2019). Process HMI Style Guide - White Paper.
8. Stephen Few. Analytics Press (2013). Information Dashboard Design - Displaying data for at-a-glance monitoring. Second Edition.

© Radim-Automation, 2020–2025. Alle Rechte vorbehalten.
Die Verbreitung dieses Artikels ist mit Angabe der Quelle (Link zur Originalseite) ausdrücklich gestattet.

Verwandte vorherige Artikel:

• HMI - Verstecke nichts
• HMI ist keine Webseite
• HMI – Übertreibt es nicht mit komplexem Design
• HMI - Habt einen konsistenten Stil
• High Performance HMI
• Grafikdesigner
• Klare Signale
• Designüberlegungen für effektive HMIS
• Entwerft Maschinen mit Fokus auf die Fähigkeiten und Bedürfnisse des Benutzers
• Projektleiter
• Warum scheitern Automatisierungsprojekte?
• Sammelt alle Anforderungen und sortiert sie!
• Funktionelles und intuitives HMI
• HMI- und SPS-Anwendungen sollen zusammenwachsen
• Mehr als nur starten und stoppen
• Mach es nicht schlimmer!
• Was braucht der Kunde?
• Enttäuscht euren Kunden nicht!
• Konzentriere dich auf das Ziel!
• Halte es einfach!
• Transparenz und Zuverlässigkeit

Verwandte nächste Artikel:

• Was macht eine HMI intuitiv?

Kommentar#: 00001

Datum: 2025-05-19

Benutzer: Radim

"Schwarz und Weiss bieten zwar einen guten Farbkontrast, aber die Verwendung dieser Farben als Hintergrund lässt den Bildschirm grell erscheinen. Daher sind sie auch nicht die richtige Wahl als Bildschirmhintergrund."

- Akram Hossain, Tanima Zaman. American Society for Engineering Education (2012). AC 2012-3605: HMI Design: An analysis of a good display for seamless integration between user understanding and automatic controls.
(übersetzt aus dem Englischen)

Kommentar#: 00002

Datum: 2025-05-19

Benutzer: Radim

"Es dauerte 25% länger, Alarme zu finden, wenn Rot auch zur Anzeige des Motor-/Ventilstatus verwendet wurde, als wenn es nur zur Alarmierung verwendet wurde."

- Opto 22. Building an HMI that Works - Best Practices for Operator Interface Design.
(übersetzt aus dem Englischen)