Demiryolu Sinyalizasyonunda Röle Seçimi: Vital ve Endüstriyel Güvenlik Röleleri Arasındaki Kritik Farklar

“Yerçekimi Asla Kaybolmaz”: SIL 4 Röle Teknolojisinin Fiziksel Temelleri

Anklaşman sistemlerinde yüksek güvenlikli endüstriyel röleler kullanılabilir mi? Yoksa sadece sistem seviyesinde sertifikalandırılmış SIL 4 rölelere mi izin var? Bu soru, sektörde yaygın bir kavram kargaşasına işaret eder. Cevap basit değildir: “kullanımın belirli şartları vardır.”

---

Teorik Arka Plan

Güvenlik Rölelerinin İki Dünyası

Demiryolu güvenliğinde röle seçimi, tasarım felsefesine ve sertifikasyona bağlıdır. İki ana kategori vardır:

Vital (Hayati) Röleler

Bu röleler, demiryolu sinyalizasyonunun altın standardıdır ve yüzyıllık mühendislik mirasına dayanır.

Yerçekimi Güvenliği (Örn: Mors Smitt N.S1):

• Bobin enerjisi kesildiğinde kontakların açılması yay kuvvetine değil, yerçekimine emanet edilir
• Yay kırılabilir, yerçekimi asla kaybolmaz
• Bu nedenle röleler her zaman belirli bir yönde monte edilmelidir

Karbon-Gümüş Kontak Teknolojisi (Örn: Clearsy RS4):

• Kontak uçlarından biri gümüş, diğeri karbon (grafit) malzemeden yapılır
• Karbon gümüşe kaynamaz → “Weld-No-Transfer” (Yapışmaz) garantisi
• Kontak yapışması fiziksel olarak neredeyse imkansız hale getirilir

Endüstriyel Güvenlik Röleleri: Zorlamalı Kılavuzlama

EN 61810-3 (eski EN 50205) standardına göre üretilen bu röleler, farklı bir güvenlik stratejisi izler. Dold, Finder ve Arteche gibi firmaların bu tip röle ürünleri mevcuttur.

Mekanik Bağlantı Prensibi:

• NO (Normalde Açık) ve NC (Normalde Kapalı) kontaklar mekanik çubukla bağlıdır
• Bir NO kontak yapışırsa, mekanik çubuk NC kontağın kapanmasını ve sistemin güvensiz duruma gitmesini fiziksel olarak engeller
• En az 0.5mm boşluk garantisi sağlanır

Kritik Fark: Bu röleler yapışmanın metalürjik olarak gerçekleşmesini önlemez, sadece yapıştığında durumu haber verir.

Problem Tanımı

Saha Senaryosu: Anklaşman Panolarında Röle Seçimi

Bir EPC yüklenicisi, HIMA tabanlı elektronik anklaşman projesinde röle seçimi yapmaktadır. İki seçenek masadadır:

Maliyet Farkı: ~5 kat

Kritik Soru: Seçenek B kullanılabilir mi?

Kök Neden Analizi

Neden Endüstriyel Röleler Tek Başına SIL 4 Değil?

Sonuç: Endüstriyel röleler tek başına SIL seviyesine sahip değildir. Ancak teşhis kapsama oranı %99 olan bir mimaride (1oo2 yedeklilik + geri besleme) SIL 4 sistemin parçası olabilir.

Mimari Çözüm ve Operasyonel Mantık

Pazarda iki farklı güvenlik mimarisi mevcuttur. Biri güvenliği “satın almayı”, diğeri ise güvenliği “inşa etmeyi” temel alır.

Seçenek A: Bileşen-Seviye (Component-Level) Mimari

Temsilci: Clearsy RS4 Serisi

Bu yaklaşım, “Sertifikalı Kara Kutu” (Certified Black Box) prensibine dayanır. Röle, üretim aşamasında SIL 4 şartlarına göre tasarlanmış, dahili yedekliliğe ve kendi kendini test etme yeteneğine sahip mühürlü bir ünitedir.

• Çalışma Prensibi: Entegratör, röleyi standart bir endüstriyel röle gibi bağlar. Güvenlik kanıtı (Safety Case) üretici tarafından sağlanmıştır.
• Kablolama: Sadece bobin ve kontak uçları bağlanır. Harici bir geri besleme (feedback) kablosuna veya PLC tarafında özel bir izleme yazılımına ihtiyaç duymaz.
• İç Mekanizma: Röle içindeki mikro denetleyici veya yerçekimi prensibi, kontakların yapışma riskini sürekli denetler. Bir hata algılandığında röle kendini güvenli konuma (Safe State) alır.

Ticari Özet:

• ✅ Tak-Çalıştır: Mühendislik ve ISA onay süreci minimumdur.
• ❌ Maliyet: Birim maliyet çok yüksektir (~500€).
• ❌ Bağımlılık: Tek tedarikçiye (Monopol) tam bağımlılık yaratır.

---

Seçenek B: Sistem-Seviye (System-Level) Mimari

Temsilciler: Arteche, Finder, Dold (Zorlamalı Kılavuzlu Röleler)

Bu yaklaşım, standart endüstriyel bileşenleri akıllı bir “Mimari Tasarım” ile bir araya getirerek SIL 4 seviyesine ulaşmayı hedefler. Güvenlik, tek bir bileşende değil, kurulan devrenin bütünündedir.

• Çalışma Prensibi: Tek bir röle yerine, birbirine seri bağlı iki adet “Zorlamalı Kılavuzlu” (Forcibly Guided) röle kullanılır (1oo2 Yapısı).
• Kablolama ve İzleme:

1. Seri Bağlantı: İki rölenin kontakları yüke seri bağlanır. Biri yapışsa bile diğeri devreyi keserek güvenliği sağlar.
2. Geri Besleme (Readback): Rölelerin kapalı (NC) kontakları PLC’nin giriş kartına (DI) bağlanır.

• PLC Yazılımı (EDM): Safety PLC, röleyi enerjilendirmeden önce NC kontakların durumunu kontrol eder. Eğer röle enerjisizken kontak açık görünüyorsa (yapışma varsa), sistem enerjilenmez ve alarm üretir.

Ticari Özet:

• ✅ Maliyet Etkin: Birim maliyet ~100€ seviyesindedir (%80 Tasarruf).
• ✅ Esneklik: Herhangi bir EN 50205 uyumlu röle kullanılabilir.
• ❌ Mühendislik Yükü: Devre tasarımı, kablolama ve Safety Case kanıt sorumluluğu entegratördedir.

Sonuç ve Sektörel Ders

Karar Matrisi

Önemli Noktalar

1. SIL 4 Röle, SIL 4 Sistem Sağlamaz: Tek bir bileşen SIL 4 olabilir, ancak sistem bütünlüğü farklı bir konudur.
2. Yerçekimi vs. Yay: Vital rölelerin güvenliği fiziksel prensiplere dayanır; endüstriyel röleler dış izleme gerektirir.
3. Maliyet-Sorumluluk Takası: Ucuz bileşen = Pahalı mühendislik. Pahalı bileşen = Kolay sertifikasyon.
4. Monopol Riski: Bileşen-seviye SIL 4 pazarı neredeyse tek üreticiye (Clearsy) bağımlıdır.

---

Kaynaklar

• EN 61810-3: Electromechanical elementary relays – Relays with forcibly guided contacts
• EN 50129: Railway applications – Communication, signalling and processing systems – Safety related electronic systems for signalling
• Mors Smitt N.S1 Technical Documentation
• Clearsy RS4 Datasheet
• HIMA SILworX Application Notes

📎 İlgili Referanslar

📋 Tedarik Stratejileri ve Pazar Dinamikleri

→ Stratejik Analiz: Demiryolu Sinyalizasyonunda CENELEC SIL 4 Röle Tedarik Stratejileri ve Pazar Dinamikleri

---

Son güncelleme: Ocak 2026 | Versiyon: 1.0