Consideraciones De Cumplimiento Y Estándares Para El Diseño De PCB En Aplicaciones Ferroviarias

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el diseño de PCB en aplicaciones ferroviarias

Diseñar sistemas electrónicos para el sector ferroviario conlleva la responsabilidad de cumplir con estrictas regulaciones y adherirse a normas industriales. En esta publicación del blog, esbozaremos algunas de las regulaciones clave, como la IEC 61508 y CENELEC, y el conjunto de normas que se deben seguir para garantizar una alta confiabilidad en las aplicaciones ferroviarias.

Regulaciones IEC 61508

IEC 61508

IEC 61508 es una norma internacional de seguridad funcional, publicada por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC). Su título completo es «Seguridad Funcional de Sistemas Eléctricos/Electrónicos/Programables Electrónicos (E/E/PE) Relacionados con la Seguridad». Esta norma tiene como objetivo proporcionar orientación sobre aspectos de seguridad funcional de sistemas eléctricos, electrónicos y programables electrónicos a lo largo de su ciclo de vida, incluidas las fases de diseño, desarrollo, instalación, operación y mantenimiento.

El propósito principal de la IEC 61508 es garantizar que los sistemas eléctricos, electrónicos y programables electrónicos puedan realizar sus funciones requeridas correctamente, al tiempo que evalúan y controlan posibles peligros y fallas para garantizar la seguridad del personal, el equipo y el entorno.

La norma enfatiza la importancia de la evaluación de riesgos, el Nivel de Integridad de Seguridad (Safety Integrity Level, SIL) y las medidas de seguridad. Según los resultados de la evaluación de riesgos, al sistema se le asigna un nivel SIL apropiado, que determina las medidas de seguridad funcionales necesarias para garantizar su seguridad.

IEC 61508 es aplicable a diversas industrias, incluyendo, pero no limitado a, transporte (como ferrocarriles y aviación), automatización, petroquímica, energía, dispositivos médicos, etc. Para sistemas que implican altos riesgos y aspectos críticos de seguridad, cumplir con la norma IEC 61508 es crucial para asegurar la seguridad y confiabilidad del sistema.

La norma IEC 61508 proporciona pautas para la seguridad funcional a lo largo de todo el ciclo de vida de sistemas eléctricos, electrónicos o electrónicos programables (E/E/PE). Se enfoca en dos aspectos críticos:

Cumplimiento con los Requisitos de Nivel de Integridad de Seguridad (SIL):

La norma enfatiza requisitos arquitectónicos específicos para alcanzar el SIL deseado, asegurando la seguridad del sistema según la gravedad de los posibles peligros.

Metodología para el Cumplimiento de la Seguridad Funcional (FCC):

IEC 61508 no abarca el concepto de «Falla Segura» («Fail Safe»), sino que proporciona metodologías para alcanzar el cumplimiento de los estándares de seguridad funcional.

Tres Principios Fundamentales en IEC 61508:

No Se Puede Alcanzar un Riesgo Cero:

La norma reconoce que la eliminación absoluta de riesgos no es posible, pero se deben implementar medidas de seguridad para minimizar los riesgos.

Los Riesgos No Tolerables Deben Ser Reducidos:

La norma exige reducir los riesgos en la medida de lo posible mediante un diseño y una implementación cuidadosa.

Gestión de la Seguridad desde el Principio:

Las consideraciones de seguridad deben ser una parte integral de todo el proceso de desarrollo, comenzando desde las etapas iniciales.

Regulaciones de CENELEC

CENELEC

CENELEC (Comité Europeo de Normalización Electrotécnica) es una organización responsable de la estandarización de ingeniería eléctrica en Europa. Forma parte del sistema europeo de normalización, junto con ETSI (Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones) y CEN (Comité Europeo de Normalización).

La misión de CENELEC es desarrollar y promover normas de ingeniería eléctrica aplicables en Europa, abarcando diversos campos como sistemas de energía, dispositivos electrónicos y equipos de telecomunicaciones.

Para el sector ferroviario, CENELEC ha establecido una serie de normas que abordan la seguridad, confiabilidad, gestión de software y otros aspectos relevantes de los sistemas y equipos ferroviarios. Entre ellas, EN 50126, EN 50128 y EN 50129 son normas significativas diseñadas específicamente para la industria ferroviaria, que cubren la gestión de la seguridad, la gestión de software y la seguridad del sistema de equipos electrónicos, respectivamente.

Al adherirse a las normas de CENELEC, la industria ferroviaria garantiza que sus equipos eléctricos, electrónicos y de comunicación cumplan con los requisitos de seguridad y rendimiento establecidos en Europa, lo que también ayuda a obtener reconocimiento en los mercados internacionales. Estas normas proporcionan especificaciones consistentes para fabricantes, proveedores y operadores del sector ferroviario, asegurando el funcionamiento estable y altamente confiable de los sistemas ferroviarios.

CENELEC (Comité Europeo de Normalización Electrotécnica) es fundamental en la estandarización de ingeniería eléctrica en Europa. Trabaja en colaboración con la Unión Europea, basándose significativamente en las publicaciones de la IEC (Comisión Electrotécnica Internacional) y también produciendo sus propias normas.

CENELEC está estructurado en tres normas críticas para el sector ferroviario:

EN 50126 (IEC 62278) – Gestión de Seguridad en Aplicaciones Ferroviarias:

Esta norma define regulaciones de seguridad a lo largo del ciclo de vida de los sistemas ferroviarios, incluyendo requisitos, diseño, fabricación, validación y más. También cubre los aspectos organizativos necesarios para el cumplimiento de la seguridad, el concepto RAMS y la gestión de seguridad para el comando, control y señalización.

EN 50128 (IEC 62279) – Gestión de Seguridad del Software para Sistemas de Control Ferroviario:

EN 50128 aborda la gestión de seguridad del software en sistemas de control y protección ferroviaria, centrándose en el aspecto del software de seguridad. Complementa las normas enfocadas en el hardware y puede aplicarse a diversas aplicaciones ferroviarias.

EN 50129 (IEC 62425) – Seguridad del Sistema de Equipos Electrónicos Ferroviarios:

EN 50129 complementa EN 50126 y enfatiza aspectos relacionados con el hardware y la lógica programable. Asegura la seguridad del sistema en equipos electrónicos ferroviarios, incluidas FPGA y otros componentes críticos.

Importancia de Aplicar las Regulaciones de CENELEC:

El cumplimiento de las normas de CENELEC facilita el acceso al mercado internacional, mejora la competitividad y ayuda a identificar y corregir errores temprano en el proceso de diseño, lo que ahorra tiempo y costos.

El diseño de PCB para aplicaciones ferroviarias requiere una estricta adherencia a las regulaciones y normas, siendo la IEC 61508 y CENELEC referencias fundamentales. Al seguir estas pautas desde el inicio del diseño, los diseñadores de PCB pueden garantizar el más alto nivel de seguridad, confiabilidad y eficiencia en los sistemas electrónicos ferroviarios.

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