EN 50155-2001(中文)铁路应用--机车车辆上使用的电子设备

英国标准 铁路应用—— 机车车辆上使用的电子设备 Railway applications- Electronic equipment Used on rolling stock 欧洲标准 EN50155：2001具有英国标准的资格 ICS 45.060 除版权法允许外，未经英国标准协会允许不得复印 BS EN 50155:2001 BS 1 BS EN 50155:2001 国家标准的前言 本英国标准是 EN50155：2001的正式英文版本。他代替已废除的 BS EN50155：1996。 把英国参与编制的工作委托给了铁道电工技术应用技术委员会 GEL/9，具有责任如下： ——帮助查询人理解此文本； ——向应负责任的欧洲委员会提供解释上的任何查询，或变更建 议，并随时向英国同行报告情况； ——监督有关国际和欧洲的发展，并在英国公布。 可向该委员会秘书索取代表该委员会的组织名单。 相互参照 可以在标为“International Standards Correspondence Index” 段 落下的 BSI标准目录中，或使用 BSI标准电子目录工具“Find”找到 全部国际或欧洲发行的刊物在文本文献中涉及到的英国标准。 一个英国标准不表明包括一个限定的全部必要的条款。英国标准 的使用者要对其正确的应用负有责任。 页数汇总 本文献包括一页封面，一页封面内页，EN 书名页，2-44 页，一 页封底内页和一页封底。 在文献中出现的 BSI版权日期表示文献最后发行的时间。 欧洲标准 EN 50155 在电工技术部分政策和策略委员会 的指导下已编制完成的本英国标准 是在标准政策和策略委员会的授权 下于 2001年 9月 4日出版的。 I© BSI 2001年 9月 4日 ISBN 0 580 38442 X 出版后签发的修改 修改号 日期 备注 2 欧洲标准 EN 50155 2001年 8月 ICS 29.280；45.060.10 英文版 铁路应用- 机车车辆上使用的电子设备 Railway applications- Electronic equipment used on rolling stock 本欧洲标准是由 CENELEC于 2000年 8月 1日批准的。CENELEC成员必须遵守 CEN/CENELEC内部 规则，这些规则规定了本欧洲标准不得变更的国家标准的资格的条件。 通过中心秘书处或任何一个 CENELEC成员都可以申请获得与这些国家标准有关的最新的目录表 和文献目录参考。 本欧洲标准有三种正式文字版本（英文、法文、德文）。由一个 CENELEC 成员负责翻译成其本 国语言并通知中心秘书处的任何其他语种的版本都具有同正式版本相同的资格。 CENELEC 成员是奥地利、比利时、捷克共和国、丹麦、芬兰、法国、德国、希腊、爱尔兰、意 大利、卢森堡、荷兰、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士和英国等国的国家电工技术委员会。 CENELEC 欧洲电工技术标准委员会 European Committee for Electrotechnical Standardization 中央秘书处：re de Stassart 35, B – 1050 布鲁塞尔 © 2001 CENELEC – 以任何形式使用的及任何工具在世界范围内保存的所有权归 CENELEC成员所有 参考号：EN 50155:2001 E EN 50155:2001 3 前 言 本欧洲标准是由 CENELEC技术委员会 TC 9X编制的，用于铁路中使用的电器和电子设备。 草案文本受特殊验收方法的约束，并于 2000年 8月 1日被 CENELEC批准为 EN 50155。 本欧洲标准代替 EN 50155：1995。 第二版的 EN 50155的目的是从技术上把欧洲标准找准于国际标准 IEC 60571：1998。然而，参 考了欧洲的需要，主要表达了有前景的欧洲标准化的要求。 确定了下列日期： ——通过出版一个相同的国家标准或背书 ——必须按国家水准执行 EN的最后日期 （dop）2002年 2月 1日 ——废除与 EN相抵触的国家标准的最后日期 （dow）2003年 8月 1日 表明“normative（标准的）”的附件是该标准主体的一部分。表明“informative（参考资料）” 的附件仅供参考。在本标准中附件 A是参考资料，且包含了双方（例如用户和生产厂）之间提到的 协议中的条款目录。附件 B也是参考资料，并列出了许多可在本标准中起辅助作用的标准文献。 —————————————— EN 50155:2001 4 目 次 1 总则………………………………………………………………………………………………….…6 1.1 范围…………………………………………………………………………………………..………..6 1.2 标准的参考资料………………………………………………………………………………..……..6 1.3 定义…………………………………………………………………………………………………....8 2 运行的环境工作条件…………………………………………………………………………..….....10 2.1 正常工作条件……………………………………………………………………………………..…10 2.2 特殊工作条件……………………………………………………………………………………..…11 3 电气工作条件……………………………………………………………………………...……..…..11 3.1 电源…………………………………………………………………………………………………..11 3.2 过压供电……………………………………………………………………………………………..13 3.3 安装…………………………………………………………………………………………………..13 3.4 浪涌和静电放电……………………………………………………………………………………..13 3.5 电磁兼容性…………………………………………………………………………………………..14 4 可靠性、可维护性和预期使用寿命…………………………………………………………………14 4.1 设备的可靠性………………………………………………………………………………………..14 4.2 使用寿命……………………………………………………………………………………………..14 4.3 可维护性……………………………………………………………………………………………..14 4.4 维护等级……………………………………………………………………………………………..14 4.5 内置诊断……………………………………………………………………………………………..15 4.6 自动测试设备………………………………………………………………………………………..15 4.7 故障诊断可采用的方法……………………………………………………………………………..15 4.8 特制测试设备和专用工具…………………………………………………………………………..15 5 …………………………………………………………………………………………………...15 5.1 总则……………………………………………………………………………………………...…...16 5.2 详细实施（硬件）………………………………………………………………………………..…16 5.3 详细实施（软件）…………………………………………………………………………………..18 5.4 系统特性……………………………………………………………………………………………..20 6 元件…………………………………………………………………………………………………...20 6.1 采购…………………………………………………………………………………………………..20 6.2 应用………………………………………………………………………………………………..…21 7 结构…………………………………………………………………………………………………...21 EN 50155:2001 5 7.1 设备结构…………………………………………………………………………………………..…21 7.2 元件安装………………………………………………………………………………..……………22 7.3 电气连接………………………………………………………………………………………..……22 7.4 内部软接线（电气的和光学的）……………………………………………………………..……23 7.5 柔性印刷条式接线………………………………………………………………………………..…23 7.6 印刷电路板-软式和硬式………………………………………………………………………..…...23 7.7 印刷电路板组成的保护涂层……………………………………………………………………..…24 7.8 标记………………………………………………………………………………………..…………24 7.9 安装………………………………………………………………………………………………..…25 7.10 冷却和通风…………………………………………………………………………………..………25 7.11 材料和面漆…………………………………………………………………………………………..25 8 安全性…………………………………………………………………………………………..…….25 8.1 总则…………………………………………………………………………………………………..25 8.2 功能安全性………………………………………………………………………………..…………26 8.3 人身安全性………………………………………………………………………………………..…26 9 文件……………………………………………………………………………………………..…….26 9.1 文件的提供和保存………………………………………………………………………………..…26 9.2 硬件和软件文件……………………………………………………………………………………..26 9.3 文件要求…………………………………………………………………………………………..…27 10 试验………………………………………………………………………………………………..….28 10.1 试验类别……………………………………………………………………………………….…….28 10.2 试验目录表……………………………………………………………………………….……….....29 表 表 1 环境温度………………………………………………………………………………………..…..10 表 2 试验目录表……………………………………………………………………………………..…..29 图 图 1 系统与典型的 EMC——A、B、C区的连系……………………………………………………..17 图 2 过压供电…………………………………………………………………………………………….33 图 3 供选择的过压供电试验…………………………………………………………………………….33 图 4 电容器放电浪涌试验……………………………………………………………………………….34 附件 A （参考资料）在双方（例如用户和生产厂）之间提到的协议中的条款目录………………..39 附件 B （参考资料） 参考文献…………..………………………………………………………….…..40 EN 50155:2001 6 1 总则 1.1 范围 本标准适用于安装在铁道车辆上用作控制、调整、保护、供电等的全部电子设备，并涉及到： ——车上蓄电池； ——或直接与接触系统连接或未连接的低压电源（变压器、电位器、辅助电源）； 符合 EN 50207的电子电源电路除外。 本标准包括电子设备的工作条件、设计、制造和试验，以及必须考虑到耐久、可靠设备的软、 硬件的要求。 其它标准中的额外要求或特殊的技术如认为合理，也可补充到本标准。 与必须保证指定的功能安全等级的惯例有关的特殊要求（相等于或高于的完整的等级）将包 含在 EN 50126、EN 50128 和 EN 50129之中。 对本标准来说，电子设备被定义为主要由半导体装置和工人的相关元件组成的设备。这些元 件主要安装在印刷电路板上。 注：本标准包括传感器（电流、电压、速度等）和用于电源电子装置的启动装置印刷电路板组成。EN50207 包括完整的启动装置。 1.2 标准的参考资料 本欧洲标准包括来自其它出版物的标有日期的或未标日期的参考的规定。在文本的适当位置 将引用这些标准的参考，后面将列出这些出版物。对于标有日期的参考资料，当里面包括了修改 或修订版时，对这些出版物进行的任何后续修改或修订版才适用于本欧洲标准。对于未标日期的 参考资料，使用涉及到的最新版本（包括修改）。 EN 29000-3 1998 质量管理和质量保证标准 第 3部分：ISO 9001应用于软件开发、提供及维护指南（ISO 9000-3： 1993） EN 50121-3-2 2000 铁路应用——电磁兼容性 第 3-2部分：铁道车辆-零件 EN 50126 1999 铁路应用——导向的运输系统的可靠性（RAMS） EN 50128 2001 铁路应用——铁路控制和保护系统软件 EN 50129 1998 铁路应用——有关电气铁路控制和保护系统的安全性 EN 50163 1995 铁路应用——牵引系统供电电压 EN 50207 2000 机车车辆电子电源变换器 EN 50155:2001 7 EN 60068 环境试验（IEC 60068 系列） EN 60068-2-1 1993 第 2部分：试验-试验 A：冷（IEC 60068-2-1：1990） EN 60068-2-2 1993 第 2部分：试验-试验 B：干热（IEC 60068-2-2：1974） EN 60068-2-30 1999 第 2部分：试验-试验 Db和指南：湿热，循环（12+12小时循环） （IEC 60068-2-30：1980+A1：1985） EN 60249 印刷电路基材（IEC 60249系列） EN 60249-2-5 1994 第 2部分：技术规范-技术规范 No.5：规定燃烧性的环氧树脂纺织玻璃 纤维覆铜层压板（垂直燃烧试验）（IEC 60249-2-5：1987+A2：1992） EN 60249-2-10 1994 技术要求 No.10：规定燃烧性的环氧树脂未纺织/纺织玻璃纤维增强覆铜 层压板（垂直燃烧试验）（IEC 60249-2-10：1987+A2：1990） EN 60249-2-12 1994 技术要求 No.12：用于制造多层印刷电路板规定燃烧性的薄型环氧树脂 纺织玻璃纤维覆铜层压板（IEC 60249-2-12：1987+A1：1989） EN 60249-2-15 1994 技术要求 N0.15：规定燃烧性的软覆铜聚酰亚胺膜（IEC 60249-2-15： 1987） EN60297/ 系列 4826mm（19英寸）系列机械结构的尺寸（IEC 60297 系列） HD 493 EN 60352 非焊接连接（IEC 60352 系列） EN 60352-1 1997 第 1 部分：非焊接缠绕连接-一般要求、试验方法和实用指南（IEC 60352-1：1997） EN 60352-2 1994 第 2部分：非焊接卷曲连接-一般要求、试验方法和实用指南 EN 60529 1991 由外壳提供的保护等级（IP 编码）（IEC 60529：1989） EN 60617 系列 图形用的图示符号（IEC 60617 系列） EN 61000-4-4 1995 电磁兼容性（EMC）-第 4部分：试验和检测技术-第 4节：抗电气快 速瞬变/冲击试验（IEC 61000-4-4：1995） EN 61028 系列 用于电子技术中的文件编制（IEC 61028 系列） EN 61373 1999 机车车辆设备的冲击和振动要求（IEC 61373：1999） EN 123000 1991 一般技术要求-印刷电路板 EN 123200 1992 部分技术要求-带电镀金属通孔的单、双面印刷电路板 EN 123300 1992 部分技术要求-多层印刷电路板 EN 50155:2001 8 EN 123400 1992 部分技术要求-无贯通连接的软式印刷电路板 EN 123500 1992 部分技术要求-具有贯通连接的印刷电路板 EN ISO 9001 质量体系-设计/开发、生产、安装及服务中质量保证的模式 EN ISO 9002 质量体系-生产及安装中质量保证的模式 IEC 60077 1968 电气牵引设备规范 IEC 60249-3-1 1981 印刷电路基材-第 3部分：与印刷电路连接中使用的特殊材料-技术要求 No.1：在多层印刷电路板的制造中用作沾合板材的聚酯胶片 IEC 60321 1970 在带有印刷线路和印刷电路的电路板上安装的元件的设计和使用指南 IEC 60326 印刷电路板 IEC 60326-3 1991 第 3部分：印刷电路板的设计和使用 IEC 60326-7 1981 第 7部分：无贯通连接的单、双面软式印刷电路板的技术要求 IEC 60326-8 1981 第 8部分：具有贯通连接的单、双面软式印刷电路板的技术要求 IEC 60650（系列） 设备可靠性试验 1.3 定义 对本标准来说，使用下列定义： 1.3.1 印刷电路板 基材切割成含有所有安装孔及至少有一个导电图形的尺寸。印刷电路板一般根据下列情况细 分为： ——结构（例如单面、双面、多层） ——基材的性质（例如硬式、软式） 1.3.2 印刷电路板组成 把带有电气和机械元件和/或其它印刷电路板用各种生产工艺、焊接、涂层等方法连接而构成 的印刷电路板。 1.3.3 插件 插入到小固定架内并由导槽支撑的部件。这些部件具有各种型式，包括把元件安装在一个框 架内或盒式装置内，设计成一个插入连接的印刷电路板。 1.3.4 小固定架 用来安放印刷电路板组成和/或插件的构件。 1.3.5 固定架 EN 50155:2001 9 用来支撑电气或电子装置（例如小固定架）的独立的或固定的结构。 1.3.6 机壳 用来安放电气和/或电子装置的外壳。 1.3.7 线路可换件 设计成由于车上故障诊断而必须更换的件，例如，小固定架或插件。 1.3.8 性能检测 在环境检测期间和之后进行的短路形式性能检测，足以证明该设备处于其工作限制之内，并 证明经得住环境试验。 1.3.9 控制系统电源电压 用来驱动车辆控制设备的电源电压。 可以从车辆蓄电池获得供电。蓄电池可以用电池充电器、辅助逆变器和装有电子调压的发电 机或发电机组充电。 如果控制系统从蓄电池获得供电电压，在 3.1 款中规定了标准的及额定控制系统电压。如未 安装蓄电池，标准控制系统电压就是那个电压的正常控制值。 1.3.10 车辆布线 可以与（无论什么时候设置的）控制系统电源电压连接的全部布线及在考虑中与外面电子设 备相连的所有布线。 1.3.11 过压供电 由设备控制的电源而引起的对控制系统电源电压的电气干扰。当控制系统电压电平增加时， 就发生过压供电。 1.3.12 浪涌 在两个稳态之间的非周期的和相对较短的正向或负向（或两者）变化（电压或电流）。 它可通过车辆内设备的正常运行产生，一般当电感电路接通时由能量放电引起。 它或者出现在控制系统供电电压上，或者出现在直接连接到导通的电感电路上的电线上，或 从这种电线通过静电或电磁耦合到其它电线上。 瞬态电源阻抗的有效值将取决于其产生和耦合的方式。 1.3.13 冲击 在一固定的时间间隔期间发生的反复脉冲。 它们可以在车辆的正常运行期间发生，一般由非稳态电弧状态引起。 1.3.14 故障 设备的一个元件不能继续执行其预期的功能。 一个临时失灵不被认作是故障，前提是： a） 设备在失灵之后随即自动恢复正常运行； b） 这种失灵对车辆操作人员来说不明显，例如，故障指示灯未亮。 EN 50155:2001 10 注：要注意由与其相连的设备的一个零件的临时失灵引起的设备另一零件随之而发生故障的可能性。 1.3.15 损坏 直观外形的任何变化或机械的完整性的改变。 1.3.16 使用寿命 从一规定时间开始，在此时间期间并在规定条件下，一个零件具有的可接受的故障或直到一 个不可修复的故障发生时为止的时间段。 注：对于一个可修理的零件，可以由于某种原因认为不可修理的一个故障而终止的个别的使用寿命。 2 运行的环境工作条件 2.1 正常工作条件 2.1.1 海拔 设备正常工作的海拔不超过 1200m 。当超过这个数字时，要通过生产方和用户之间的协议 来确定一致的要求。 2.1.2 环境温度 为满足如表 1中规定的选定的温度等级的全部性能技术要求，而设计和制造电子设备。 设计要考虑到机壳内的温度上升，以保证元件不会超过其规定的温度额定值。 此外，设备要满足第 3栏中规定的特殊短期起动温度条件。在这个时间间隔内，整个性能额 定值可能减弱，但是不应超过根据第 4栏的印刷电路板组成周围的最高空气温度。 表 1 环境温度 第 1栏 第 2栏 第 3栏 第 4栏 外部 环境温度 ℃ 内部 环境温度 ℃ 10分钟时， 内部机壳超温 ℃ 印刷电路板 周围空气温度 ℃ T1 -25 +40 -25 +55 +15 -25 +70 T2 -40 +35 -40 +55 +15 -40 +70 T3 -25 +45 -25 +70 +15 -25 +85 TX -40 +50 -40 +70 +15 -40 +85 对于外围设备（测量传感器等），或如果设备是分散配置，那么如果超过了以上环境温度范围， 则在设计中就要使用在有关的设备位置上发生的实际温度。 要考虑到由于穿过隧道运行而产生的外部环境温度的快速变化。为此，在最大变量为 40℃时， 外部温度变化率假定为 3℃/秒。 2.1.3 冲击和振动 设备要能够承受运行产生的振动和冲击，而不损坏或失灵。 为了能提供在工作条件下仍将保持规定的使用寿命的一些合理的可信度，要能满足 10.2.11 EN 50155:2001 11 中所述的振动、冲击和碰撞试验。 为此，当已安装完电子装置，并支撑在其设计的固定装置内时，规定该设备在其安装处要有 防振机构。 在实际工作中的冲击和振动常用值，参考 EN 61373。 2.1.4 相对湿度 要根据 2.1.2中规定的外部环境湿度相关范围的下列湿度范围（极限值）来设计该设备。 —— 年平均≤75%相对湿度， —— 一年内连续 30天：95%相对湿度。 此外，运行中的任何潮气凝结水，特别是通过隧道时，都不应导致任何失灵或故障。 对于外围设备（测量传感器等），或如果设备是分散配置，那么如果超过了以上湿度范围，则 在设计中就要使用在有关的设备位置上发生的实际湿度。 2.2 特殊工作条件 当工作条件能证明与 2.1 款（例如安装在转向架上的或集成在电力变换器等里的电子设备） 中提到的不同，特殊配置要得到涉及到的相应方之间的同意。如有需要，这种配置的效果检测可 成为按用户和厂方间同意的方法在车辆本身进行的选型试验的科目。 2.2.1 大气污染物 预计设备在其整个寿命期间会暴露在各种污染物之中（例如油气、盐雾、导电灰尘、二氧化 碳）。在招标文件中应规定污染物的类型及其浓度。 3 电气工作条件 3.1 电源 3.1.1 从蓄电池供电 要从下列各值中选择出所供设备（Un）的标称电压： 24V、 48V、 72V、 96V、 110V 注 1：这些标称电压值仅供作设备设计的标准值。它们不应被看作是卸载电池电压，因为这些电压是由电 池的型号、电池的数量和工作条件而决定的。 注 2：根据 IEC 60077，可以使用不同的电压变化。在这种情况下，应由生产方和用户之间的协议来确定一 致的要求。 3.1.1.1 电压变化 由没有稳压装置的蓄电池供电的电子设备应在下列确定的范围之内的各种电压值下均能正常 工作（在设备的输入端测量）。 为了能计算电池电缆，电子设备的供方应规定其功率消耗。 最低电压： 0.7Un 标称电压： Un 额定电压： 1.15 Un 最高电压： 1.25 Un EN 50155:2001 12 在 0.6 Un和 1.4 Un间的（例如，在辅助设备起动时或电池充电器的电压波动时）及不超过 0.1 秒的电压波动不应引起功能改变。 在 1.25 Un和 1.4 Un之间及才超过 0.1秒的电压波动不应引起损坏：在这些波动期间，设备可 以不完全运转。 在热机的情况下，参见 3.1.1.3。 3.1.1.2 供电电压的中断 在输入电压上可发生 10ms的中断，规定如下： ——S1级：无中断 ——S2级：10ms中断 中断不能引起设备的任何故障。 所规定的时间值是用于标称电压的，等级的选择由系统设计人员来确定。 3.1.1.3 用热机驱动的机车车辆供电电压的变化 在热机起动时，供电电压系统要设计得能在整个起动过程期间保证向主要电子设备供电。 3.1.1.4 D.C. 脉动系数 充电时的所有电池都有一个脉动电压，其 D.C.脉动系数，除另有规定外，不得超过由下列公 式计算出的 15%： D.C. 脉动系数 = 100 minmax minmax ×+ − UU UU 式中：Umax和 Umin分别为脉动电压的最大和最小值。 然而不得超过 3.1.1.1中规定的最低和最高电压。 3.1.2 由静止式变流器或旋转装置供电 在设备用一稳压电源供电的情况下，（例如静止式变流器或装有调压器的旋转式电动发电机 组），电子设备在 0.9 和 1.1Un间的电压值下均能正常工作，其中 Un是标称电压，可以是直流.， 也可是交流。 此外，对于运行中的设备允许在 0.7 Un和 1.25 Un间不超过 1s及 0.6 Un 和 1.4 Un间不超过 0.1s 的电压波动。 3.1.3 供电转换 在设备由蓄电池供电和稳压电源（D.C.）转换供电的情况下，设备在 3.1.1、3.1.1.1、3.1.1.4 和 3.1.2规定的条件下应正常工作。 ——C1级：在 0.6 Un时，100ms期间（不得中断） ——C2级：在 30ms中断供电期间 3.1.4 由架空线或第三轨供电 当电子设备直接由架空线或第三轨供电的情况下（例如，自起动静止式变流器的控制电子设 备），该设备应能在 EN 50163中所述的接触线电压下满意地运行。 EN 50155:2001 13 3.2 相关浪涌供电 可以连接到控制系统电源电压的电子设备的所有接线应经受住： a） 如 3.1.1.1和/或 3.1.2（适当的）中规定的过压供电； b） 如 10.2.6.1中规定的过压供电的应用。 假定浪涌是根据控制系统电源电压返回电位产生的，并且仅当控制系统电压升高的电位在浪 涌之前及之后存在。不必考虑对控制系统电源电压的反相极性的浪涌。 超过 1.25 Un大于 0.1s的浪涌被假定为仅在控制系统电源电压出现故障时才发生。 3.3 安装 应尽可能通过直接与电源连接的单独导线向电子设备供电。此导线应仅用于电子电路供电。 电子设备的安装要配置得尽可能降低外部电气干扰的影响。 在电气干扰源处应有抑制保护。 如果车辆电池的一个极连接到车体，必须做出规定。 如果几个生产方提供具有普通直接连接的电子设备，要通过相互协议来制定一个唯一的同电 位参考点。 3.4 浪涌和静电放电 3.4.1 要求 所有的电子设备都应承受得住直接感应或间接耦合的浪涌，这样不致于在车辆上的工作期间 出现损坏或故障。 可以假定该设备仅用于其指定的目的，并在所有典型的方式下工作。 为了提供一些在工作条件下保持规定使用寿命的合理的可信度，电子设备应能满足 10.2.6中 所述的浪涌和静电放电试验。 浪涌可假定为非反复的，并且不应在小于 10s的一个时间间隔中出现。 浪涌被认为是当通过一个理想的规定持续时间的开关把规定的电源阻抗转换到电子设备时， 由一个理想的串联电压电源产生的，如果有，代替正常的控制系统电压电源。这个电源被假定为 不能吸收任何瞬时能量。然而，对某些应用来说，可假定为与设备并连接了其它负载（见 10.2.6）。 假定浪涌被施加到设备布线界面处的电子设备上。在通过多极连接器对电子设备进行连接之 处，这种连接器和有关的装配电路将被看作是电子设备的一部分。 如果局部没有装备单独的瞬态保护装置（一般在设备的一米以内），那么将采用 3.4.2的要求。 3.4.2 浪涌等级 就设计来说，要考虑到电子设备易受一种或多种形式的电气干扰： a) 可以连接到控制系统电源电压的所有电子设备的接头都要承受得住 10.2.6.2 中所述的浪 涌波形的作用。 b) 没有连接到控制系统电源电压，但连接到车辆线路并易受来自其它线路的电磁耦合影响 的所有电子设备的接头都将承受得住 10.2.6.2中所述的浪涌波形的作用。 如果连接到电子设备的导线是屏蔽的（例如屏蔽电缆），这些接头要从上述要求中除去。 浪涌的出现与控制系统电源电压值无关。 浪涌具有两种极性，并假定为有和没有控制系统电源电压时都会发生。 如果电路的输入阻抗高（相对于瞬态的电源阻抗），那么这个瞬态就是一个电压波形，但如果 EN 50155:2001 14 阻抗低，那么就是一个电流波形。 3.5 电磁兼容性 设备要有保护，以便不受来自电源线或辐射干扰的不利影响，并能满足 10.2.7 和 10.2.8.1 中 所述的有关干扰试验要求。 另外，设备不得辐射出超过 10.2.8.2中规定等级的无线电频率干扰（RGI）。 4 可靠性、可维护性和预期使用寿命 4.1 设备可靠性 4.1.1 预测的可靠性 用户可要求生产方预测其可靠性指数或满足用户的可靠性指标。招标时要在生产方和用户之 间协商计算方法，并符合一个公认的标准。 4.1.2 可靠性的验证 如果用户已经规定了一个要求的可靠性等级，必须进行下列操作。 仔细监视设备性能。 设备生产方和用户要协商记录在设备上进行的全部操作。 为了证明设备的可靠性等级，在相互同意的期间（公里或工作小时数）之后要提出一份故障 报告，标记出更换过的零件（电路参考号、型号、生产厂、生产批号、公里数和/或工作小时等）， 故障的限定和原因（设计弱点、软件、元件问题等）。 为了表示设备是否满足其规定的可靠性要求，该设备应得到可靠性评估。 IEC可作为指导使用。 合同中要规定详细的可靠性评估程序。 4.2 使用寿命 电子设备的使用寿命应取为 20年，除在招标时设备生产方和用户同意的除外。 当生产厂要使用低于电子设备的已知寿命的元件时，用于正常替换的使用和方法要得到所涉 及到的双方间的同意。 4.3 可维护性 除另有协议外，设备要设计得不必有正常的定期维护。 如果有特殊维护要求，用户在招标时要做出规定。 印刷电路板组成和/或小固定架要能进行单独试验。 另外，设备生产厂要告知必须禁止什么样的维护方法。 注：维护作业，例如超声波清理、连接诊断检测设备、电气安装试验、运输包装结构，通过对组成元件的 额外受力，可降低设备的可靠性程度。 4.4 维护等级 EN 50155:2001 15 4.4.1 车上诊断 用户和生产厂要商定由于车上故障诊断要更换的部件的种类（例如小固定架或插件）。 规定为线路可更换件的这些部件要设计得易于更换。 用户和生产厂还要商定在维护过程中需使用的任何专用工具。 设备要设计得能用适当的轻便检测设备或内装诊断可识别出有故障的线路可更换件，并要有 辅助检测指令。 在这一级的维护或诊断过程不要求拆卸或更换线路可更换件的任何元件。 4.4.2 车下诊断及修理 设备要设计得具有检测指令的检测设备能通过有资格的技术人员在修理中心对各种车载设备 的性能进行全面诊断和确认。 设备要制造得易于进行诊断和修理，而不损坏或过度干扰元件或线路。 另外为了有助于诊断及修理作业，印刷电路板组成要有试验装置（例如试验插头、试验底座）。 4.5 内置诊断 在适当的地方要使用辅助诊断维护的指示器，以便显示输入数据、输出数据、主要控制功能、 供电等的状态。 自测程序要能提供设备工作状态的清晰显示。 任何能使用的内置诊断设备，而不是监视设备应适当联锁，以防止中断设备的正常运转，在 试验状态下除外。 任何用于内置诊断的额外元件将不得明显地影响设备的可靠性，但要考虑在可靠性计算之内。 4.6 自动测试设备 用户可以要求使用一个特殊型号的自动测试设备，用于在车上或车下进行故障定位。 如有这种要求，用户在招标时要提供这种测试设备的详细资料及其车载设备的连接界面，例 如固定基座，或导向探头（车上修理用），或设备连接器（用于车上诊断）。 可允许拔掉不影响设备功能的插件，以便于连接自动测试设备。 4.7 故障诊断可采用的方法 在使用专利测试设备已开发出或测试完的车载电子设备的地方，如果这种设备的使用实际上 是用于安装和用户要得到全部支持的详细资料，生产厂可以提供这方面的资料，作为在修理中心 用于故障诊断的一个可采用的方法。 4.8 特制测试设备和专用工具 关于项目要求使用的工具，而不是现成可用的工业工具，要事先得到用户的批准。 为用户正规的维护作业而需要的特制测试设备和/或专用工具，这种设备或者是这种设备的制 造和采购细节将作价出售给用户。 测试设备不必要符合本标准。 5 设计 5.1 总则 EN 50155:2001 16 5.1.1 质量管理 所有的设计都要按照 EN ISO 9001进行。 设计过程要明显及可检查的。 如果用户要求过程的详节用于评标，要在招标文件中规定这个要求。 按照明确制定的功能和界面的技术规范在进行所有系统、硬件和软件设计中要特别注意 EN ISO 9001使用中隐含的要求。 5.1.2 使用寿命 要按照规定的寿命周期模式进行全部设计，在质量中将制订出寿命周期。 5.2 详细实施 — 硬件 5.2.1 界面 所有界面都要做得可以满足其下列要求： ——电磁兼容性 ——电位差 ——人员安全性 并可控制由外部事故引起的损坏扩散。 为满足上述要求，用户可以要求电绝缘。在这种情况下，在招标阶段应声明其使用的要求和 特殊区域。 图 1中提供了系统与各种电磁兼容性（EMC）接口的示例。 5.2.2 故障保护 引出去的电缆至少要适合那个电路保护装置的电流限制值。要保护设备不受外部故障的影响 （例如短路或开路状态）。 电子设备的稳压电源要装有限流装置，以把保险零件的使用降到最低限度。 如果用户希望在设备内部禁用保险，这要在招标之时进行声明。 在输出电路中安装断开型的保护装置的地方，在短路状态下的有效电流要足以驱动这些装置。 另外，带有手动恢复的装置要易于接近。 所使用的任何保护装置都要能把设备内的火灾危险降到最低限度。 5.2.3 基准电源 电气绝缘的电源装置的输出不允许漂移。 当输出各端没有定位于一个电压电源（例如电池或电压电压）时，那么供电轨的其中之一要 连接到车辆底架或一指定的接地点。 应该规定并得到多方同意这种定位和连接方法。 5.2.4 可互换性 组成一个系统一部分的所有独立的印刷电路板组成应具有完整的功能，并与相同功能的任何 其它电路板可完全互换，在其插入到系统中之后，而不需对硬件进行重新校准。 EN 50155:2001 17 图 1 连接典型电磁兼容性——A、B、C区的系统 带 电 磁 干 扰 抑 制 的 信 号 互 感 器 带 电 绝 缘 的 信 号 互 感 器 二 进 制 输 出 二 进 制 输 入 二 进 制 输 出 车 辆 总 线 二 进 制 输 入 馈 线 模 拟 输 出 模 拟 输 入 电 池 速 度 传 感 器 A 区 有 主 电 磁 干 扰 源 的 车 内 区 域 （ 例 如 ， 变 流 器 / 接 触 器 ） B 区 局 部 保 护 不 受 电 磁 干 扰 的 周 围 电 子 区 （ 例 如 机 壳 、 屏 蔽 电 缆 中 的 信 号 ） C 区 防 电 磁 干 扰 的 信 号 处 理 区 （ 例 如 小 固 定 架 ） 触 发 脉 冲 G TO 驱 动 EN 50155:2001 18 5.2.5 电压降 当电压处于或下降到规定的电源电压的最低限度以下时，设备不受损坏，与电压变化率无关。 另外，在这些条件下，该设备不应产生可导致任何其它设备间接故障的虚假输出。 5.2.6 极性颠倒 为防止设备的任何损坏，要提供电气或机械装置，以保证输入的电源防止极性颠倒。 5.2.7 冲击电流 设备的设计要考虑到在接通电源时可发生的冲击电流，以便保护装置不跳闸及不出现损坏。 5.2.8 备用容量 如果用户要求备用容量（例如备用输入、备用输出、CPU 负载等），用于在设备寿命周期期 间答对系统扩展或改造，要在招标阶段做出规定。在设计过程中要与这些要求相一致。 5.3 详细实施 — 软件 5.3.1 总则 EN 29000-3 将用于供软件使用的 EN ISO 9001。 EN 29000-3的要求和建议具有强制性的效力。 配置管理程序将与包括所有的软件和用于开发和维护的工具的寿命周期同步运行。 要包括寿命周期结论和软件开发的文件。 软件的开发要建立在规定的阶段和工作之中。 要记录与软件设计有关的全部信息要点。 最少的阶段和需要的文件如下： a） 软件要求阶段 在这个阶段，把软件的全部要求都收集到及提供到软件要求技术规范之中，包括与系统环境 和其它软件的界面。 b） 软件设计阶段 在这个阶段，要确定软件的结构、规定的模块和书写的编码，以保证所有的单元都满足软件 要求技术规范中规定的要求。另外，应把 5.3.2考虑进去。 c） 软件测试阶段 该阶段包括在设计的每个阶段软件的测试，以保证与技术要求的正确性和一致性。要记录测 试结果。 d） 软件/硬件综合阶段 在这个阶段，硬件和软件要结合在一起并测试，以保证符合该系统的要求（例如象软件要求 技术规范中规定的）。要记录测试结果。 e） 软件维护阶段 重要的是当进行校正、增强或匹配时，不要危及软件的独立性。要确定并提供所采取的措施。 EN 50155:2001 19 5.3.2 软件设计方法 要采用下列方法，用户已提供的及同意的任何可采取的方法原理除外。 注：在 EN 50128（附件 B）中可找到有关这些的解释和其它有用的方法。 5.3.2.1 模块方法 软件要细分成小的可理解的部分，以便处理其复杂性。包括采取的措施，例如模块大小的限 制和全部确定的界面。 5.3.2.2 使用中已得到证明的翻译程序 要应用在使用中已得到证明的翻译程序，以避免在软件开发、校验和管理的过程中由于翻译 程序故障而引起的任何困难。 5.3.2.3 记录 软件项目中的全部数据、决定和原理都要做记录，以便可以较容易地校验、确认、评估和管 理。 5.3.2.4 结构方法学 要应用结构方法，以便通过把注意力放在寿命周期的早期部分上，来提供软件开发的质量。 方法目的在于通过严谨的和直观的方法和符号（由计算机辅助）来达到这一点，用以识别在一个 逻辑命令和一个结构方式 中存在的要求和执行性能。 5.3.2.5 设计和编码方法 为了保证统一的规划设计文件和产生编码，以及实施非自我的程序设计和一个标准设计方法， 应规定设计和编码方法。 5.3.2.6 结构程序设计和 要用便于分析程序这样一种方法来设计和完成程序。 在分析的基础上应完全可测试程序的特性。 5.3.2.7 程序设计语言 已选择的程序设计语言要便于毫不费力地就可校验编码，并有助于程序开发、校验和维护。 5.3.2.8 已得到证明的技术 要使用已得到证明的技术。这种技术的示例包括： a） 半正式方法，例如： ——逻辑/功能框图； ——顺序图； ——数据流程图； ——判定/真值表； b） 测试方法，例如： EN 50155:2001 20 ——边界值分析； ——等效等级和输入划分测试； ——过程模拟 5.4 设备性能 设备要做得具有下列性能，并在各种条件下都能工作。 5.4.1 存储器检测 接通电源后，在初始化期间，设备要执行检测并显示： a） 全部需要的存储器都存在并在起作用 b） 在单独集成电路之间或印刷电路板组成之间可分开的所有程序存储器在功能上兼容。 将通过装置壳体上可视的说明或通过内部编码提供存储器与正确的印刷电路板组成相连，及 印刷电路板组成与小固定架相连的方法。这种方法要向用户说明。 5.4.2 自检 设备尽可能包括每次初始化时验证系统可供使用的一个自检功能。自检失败时，诊断信息要 尽可能指出故障的区域。系统在何处可以进入恢复状态。 5.4.3 监视器 设备要包括一个监视器功能，在运行软件出故障时可使其进入一个恢复状态（例如，由于异 常瞬时干扰，软件进入一个非故意的循环）。 5.4.4 错误显示 在检测到错误时，处理器要记录或显示已出现过这一情况。然后它将进入一个恢复状态。 5.4.5 恢复 设备要尽可能的从强迫进入的任何故障或错误状态恢复过来，并对其功能有最小的破坏。此 恢复过程要求处理器重新初始化。不能安全或切合实际的从这种状态恢复的地方，生产厂要说明 对设备的影响。 6 元件 6.1 采购 6.1.1 所有的元件都要符合指定元件功能和物理参数的详细技术规范。 6.1.2 所有使用的元件都是已经按照符合 EN ISO 9001或相关的 EN ISO 9002的要求的一个质量 体系或一个相等的质量体系来生产制造的。 6.1.3 参照上述的元件技术规范要符合下列的一个标准或文件： a） EN 或 IEC 技术规范； b） 其它国家或国际标准或技术规范； c） 元件生产厂的技术规范； d） 设备生产厂的技术规范； EN 50155:2001 21 在 c）和 d）的情况下，文件要参考 EN 或 IEC通用技术规范。 6.1.4 除按 6.1.5供货外，要使用一种多源供货的元件。对本标准来说，“多源”的意思是根据 上述 6.1.1中详述的技术规范，在匹配和功能方面完全可互换性。 6.1.5 在不可避免单源元件之处，这要被认为是有理由的，并在招标阶段要引起用户注意。 6.1.6 要根据设备投入使用之后可较长时间进一步供货的一个较高概率来选择使用的元件和元件 系列。如果忽略了这些措施，在设备供货合同期间就会得不到某些元件，电子设备生产厂要提供 一个可采用的解决办法。 6.1.7 特殊元件例如非标准混合电路和应用特种集成电路（ASIC）要以精确的足以可以后续再设计 或从一个可选择的供货方获得一个完全可互换的设备的货源的一个详细的技术规范为条件。 6.2 应用 6.2.1 所有使用的元件应为在应用中适用的那个级别，并满足本标准中所述的要求（例如环境、 质量、概率寿