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Konformitätsüberlegungen und Standards für das PCB-Design von Bahnanwendungen

2023-07-24Reporter: SprintPCB

Standards für das PCB-Design von Bahnanwendungen

Die Entwicklung elektronischer Systeme für den Bahnsektor geht mit der Verantwortung einher, strenge Vorschriften und Industriestandards einzuhalten. In diesem Blogbeitrag erläutern wir einige der wichtigsten Vorschriften, wie IEC 61508 und CENELEC, sowie die Normen, die für eine hohe Zuverlässigkeit in Bahnanwendungen eingehalten werden müssen.

IEC 61508-Vorschriften

Normen für das PCB-Design in Bahnanwendungen IEC 61508

IEC 61508 ist eine internationale Norm für funktionale Sicherheit, die von der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) veröffentlicht wurde. Der vollständige Titel lautet „Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer/elektronischer/programmierbarer elektronischer (E/E/PE) Systeme“. Diese Norm soll Leitlinien zu Aspekten der funktionalen Sicherheit elektrischer, elektronischer und programmierbarer elektronischer Systeme während ihres gesamten Lebenszyklus bereitstellen, einschließlich Entwurf, Entwicklung, Installation, Betrieb und Wartung. Der Hauptzweck von IEC 61508 besteht darin, sicherzustellen, dass elektrische, elektronische und programmierbare elektronische Systeme ihre erforderlichen Funktionen korrekt ausführen können. Gleichzeitig sollen potenzielle Gefahren und Fehler bewertet und kontrolliert werden, um die Sicherheit von Personal, Geräten und Umwelt zu gewährleisten. Die Norm betont die Bedeutung von Risikobewertung, Sicherheitsintegritätslevel (SIL) und Sicherheitsmaßnahmen. Basierend auf den Ergebnissen der Risikobewertung wird dem System ein geeignetes SIL-Level zugewiesen, das die erforderlichen funktionalen Sicherheitsmaßnahmen zur Gewährleistung der Systemsicherheit bestimmt. Die IEC 61508 ist in verschiedenen Branchen anwendbar, unter anderem im Transportwesen (z. B. Eisenbahn und Luftfahrt), in der Automatisierungstechnik, der Petrochemie, der Energiewirtschaft und der Medizintechnik. Bei Systemen mit hohen Risiken und kritischen Sicherheitsaspekten ist die Einhaltung der Norm IEC 61508 entscheidend für die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Systems. Die Norm IEC 61508 bietet Richtlinien für die funktionale Sicherheit über den gesamten Lebenszyklus elektrischer, elektronischer oder programmierbarer elektronischer (E/E/PE) Systeme. Sie konzentriert sich auf zwei kritische Aspekte:

Einhaltung der Sicherheitsintegritätslevel (SIL)-Anforderungen:

Der Standard legt Wert auf spezifische Architekturanforderungen, um den gewünschten SIL zu erreichen und die Sicherheit des Systems basierend auf der Schwere potenzieller Gefahren zu gewährleisten.

Methodik für FCC (Functional Safety Compliance):

IEC 61508 umfasst nicht das Konzept der Ausfallsicherheit, sondern bietet vielmehr Methoden zur Einhaltung funktionaler Sicherheitsstandards.

Drei Grundprinzipien der IEC 61508:

Null Risiko ist nicht erreichbar:

Der Standard erkennt an, dass eine absolute Risikobeseitigung nicht möglich ist, jedoch Sicherheitsmaßnahmen zur Risikominimierung ergriffen werden müssen.

Nicht tolerierbare Risiken müssen reduziert werden:

Der Standard schreibt vor, Risiken durch sorgfältige Planung und Implementierung so weit wie möglich zu reduzieren.

Sicherheitsmanagement von Anfang an:

Sicherheitsaspekte sollten bereits in der Anfangsphase ein integraler Bestandteil des gesamten Entwicklungsprozesses sein.

Normen für das PCB-Design von Bahnanwendungen CENELEC

CENELEC-Vorschriften

CENELEC (Europäisches Komitee für elektrotechnische Normung) ist eine Organisation, die für die Normung der Elektrotechnik in Europa zuständig ist. Es ist zusammen mit ETSI (Europäisches Institut für Telekommunikationsnormen) und CEN (Europäisches Komitee für Normung) Teil des europäischen Normungssystems. Die Aufgabe von CENELEC besteht darin, in Europa anwendbare elektrotechnische Normen zu entwickeln und zu fördern, die verschiedene Bereiche wie Energiesysteme, elektronische Geräte und Telekommunikationsausrüstung abdecken. Für den Eisenbahnsektor hat CENELEC eine Reihe von Normen erarbeitet, die sich mit Sicherheit, Zuverlässigkeit, Softwaremanagement und anderen relevanten Aspekten von Eisenbahnsystemen und -ausrüstung befassen. Darunter sind EN 50126, EN 50128 und EN 50129 wichtige Normen, die speziell für die Eisenbahnindustrie entwickelt wurden und das Sicherheitsmanagement, das Softwaremanagement bzw. die Systemsicherheit elektronischer Geräte abdecken. Durch die Einhaltung der CENELEC-Normen stellt die Eisenbahnindustrie sicher, dass ihre elektrischen, elektronischen und Kommunikationsgeräte die in Europa festgelegten Sicherheits- und Leistungsanforderungen erfüllen, und trägt so zu ihrer Anerkennung auf den internationalen Märkten bei. Diese Normen bieten Herstellern, Zulieferern und Betreibern im Bahnsektor einheitliche Vorgaben und gewährleisten so einen stabilen und zuverlässigen Betrieb der Bahnsysteme. CENELEC (Europäisches Komitee für elektrotechnische Normung) spielt eine zentrale Rolle in der europäischen Normung der Elektrotechnik. Es arbeitet eng mit der Europäischen Union zusammen, orientiert sich maßgeblich an den Veröffentlichungen der IEC und entwickelt gleichzeitig eigene Normen.

CENELEC ist in drei wichtige Normen für den Eisenbahnsektor gegliedert:

EN 50126 (IEC 62278) – Sicherheitsmanagement für Bahnanwendungen:

Diese Norm definiert Sicherheitsvorschriften für den gesamten Lebenszyklus von Eisenbahnsystemen, einschließlich Anforderungen, Design, Fertigung, Validierung und mehr. Sie deckt auch die organisatorischen Aspekte ab, die für die Einhaltung der Sicherheitsvorschriften, das RAMS-Konzept und das Sicherheitsmanagement für die Steuerung, Steuerung und Signalisierung erforderlich sind.

EN 50128 (IEC 62279) – Sicherheitssoftware-Management für Eisenbahnsteuerungssysteme:

EN 50128 befasst sich mit dem Sicherheitssoftwaremanagement in Bahnsteuerungs- und -sicherungssystemen und konzentriert sich dabei auf den Softwareaspekt der Sicherheit. Sie ergänzt die hardwareorientierten Normen und kann auf verschiedene Bahnanwendungen angewendet werden.

EN 50129 (IEC 62425) – Systemsicherheit elektronischer Bahnausrüstung:

EN 50129 ergänzt EN 50126 und legt den Schwerpunkt auf Aspekte im Zusammenhang mit Hardware und programmierbarer Logik. Es gewährleistet die Systemsicherheit in elektronischen Bahngeräten, einschließlich FPGAs und anderen kritischen Komponenten.

Bedeutung der Anwendung der CENELEC-Vorschriften:

Die Einhaltung der CENELEC-Normen erleichtert den internationalen Marktzugang, steigert die Wettbewerbsfähigkeit und hilft, Fehler frühzeitig im Designprozess zu erkennen und zu beheben, was Zeit und Kosten spart. Das Design von Leiterplatten für Bahnanwendungen erfordert die strikte Einhaltung von Vorschriften und Normen, wobei IEC 61508 und CENELEC als grundlegende Referenzen dienen. Indem PCB-Designer diese Richtlinien von Beginn eines Designs an befolgen, können sie ein Höchstmaß an Sicherheit, Zuverlässigkeit und Effizienz in elektronischen Bahnsystemen gewährleisten. Transformieren Sie Ihre PCB-Fertigung mit SprintPCB. SprintPCB ist ein renommiertes Hightech-Unternehmen, das sich auf die Bereitstellung außergewöhnlicher PCB-Fertigungsdienstleistungen für globale Kunden spezialisiert hat. Mit unserem umfassenden Branchenwissen und unseren wettbewerbsfähigen Preisen können Sie Ihre Aufmerksamkeit auf die wichtigsten Elemente Ihres Unternehmens richten. Kontaktieren Sie uns noch heute, um das Potenzial einer Zusammenarbeit zu erkunden und zu erfahren, wie wir Ihnen helfen können, Ihre Ziele zu übertreffen.