IEC 61508-6:2000

Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems - Part 6: Guidelines on the application of IEC 61508-2 and IEC 61508-3 (see <a href="http://www.iec.ch/61508">www.iec.ch/61508</a>)

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Sécurité fonctionnelle des systèmes électriques/électroniques/ électroniques programmables relatifs à la sécurité - Partie 6: Lignes directrices pour l'application de la CEI 61508-2 et de la CEI 61508-3 (voir www.iec.ch/61508)

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• Status: Published
• Publication Date: 17-Apr-2000
• ICS: 25.040.40 - Industrial process measurement and control
• Technical Committee: SC 65A - System aspects
• Current Stage: DELPUB - Deleted Publication
• Completion Date: 30-Apr-2010

Relations

• Revised: IEC 61508-6:2010 - Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems - Part 6: Guidelines on the application of IEC 61508-2 and IEC 61508-3 (see Functional Safety and IEC 61508)
• Effective Date: 05-Sep-2023

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INTERNATIONAL IEC
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61508-6
First edition
2000-04
Functional safety of electrical/electronic/
programmable electronic safety-related systems –
Part 6:
Guidelines on the application of
IEC 61508-2 and IEC 61508-3
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Reference number
Publication numbering
As from 1 January 1997 all IEC publications are issued with a designation in the

60000 series. For example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1.

Consolidated editions
The IEC is now publishing consolidated versions of its publications. For example,

edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to the base publication, the base

publication incorporating amendment 1 and the base publication incorporating
amendments 1 and 2.
Further information on IEC publications
The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC,
thus ensuring that the content reflects current technology. Information relating to this
publication, including its validity, is available in the IEC Catalogue of publications
(see below) in addition to new editions, amendments and corrigenda. Information on
the subjects under consideration and work in progress undertaken by the technical
committee which has prepared this publication, as well as the list of publications
issued, is also available from the following:
• IEC Web Site (www.iec.ch)
• Catalogue of IEC publications
The on-line catalogue on the IEC web site (www.iec.ch/searchpub) enables you to
search by a variety of criteria including text searches, technical committees and
date of publication. On-line information is also available on recently issued
publications, withdrawn and replaced publications, as well as corrigenda.
• IEC Just Published
This summary of recently issued publications (www.iec.ch/online_news/ justpub) is
also available by email. Please contact the Customer Service Centre (see below)
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• Customer Service Centre
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61508-6
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Functional safety of electrical/electronic/
programmable electronic safety-related systems –
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Guidelines on the application of
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 IEC 2000 Copyright - all rights reserved
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including photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher.
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CONTENTS
Page
FOREWORD .11

INTRODUCTION . 15

Clause
1 Scope . 19

2 Normative references. 23
3 Definitions and abbreviations . 23
Annex A (informative) Application of IEC 61508-2 and of IEC 61508-3 . 25
A.1 General. 25
A.2 Functional steps in the application of IEC 61508-2. 29
A.3 Functional steps in the application of IEC 61508-3. 37
Annex B (informative) Example technique for evaluating probabilities of hardware failure . 41
B.1 General. 41
B.2 Average probability of failure on demand (for low demand mode of operation) . 49
B.3 Probability of failure per hour (for high demand or continuous mode
of operation) . 75
B.4 References . 91
Annex C (informative) Calculation of diagnostic coverage and safe failure fraction:
worked example . 93
Annex D (informative) A methodology for quantifying the effect of hardware-related
common cause failures in E/E/PE systems . 101
D.1 General. 101
D.2 Brief overview . 101
D.3 Scope of the methodology. 109
D.4 Points taken into account in the methodology . 109
D.5 Using the β-factor to calculate the probability of failure in an E/E/PE
safety-related system due to common cause failures . 111
D.6 Using the tables to estimate β. 113
D.7 Examples of the use of the methodology. 121
D.8 References . 123

Annex E (informative) Example applications of software safety integrity tables
of IEC 61508-3 . 125
E.1 General. 125
E.2 Example for safety integrity level 2 . 125
E.3 Example for safety integrity level 3 . 135
Bibliography . 145

61508-6 © IEC:2000 – 5 –
Page
Figure 1 – Overall framework of IEC 61508 . 21

Figure A.1 – Application of IEC 61508-2. 33

Figure A.2 – Application of IEC 61508-2 (continued) . 35

Figure A.3 – Application of IEC 61508-3. 39

Figure B.1 – Example configuration for two sensor channels . 45

Figure B.2 – Subsystem structure. 49

Figure B.3 – 1oo1 physical block diagram . 51

Figure B.4 – 1oo1 reliability block diagram . 51
Figure B.5 – 1oo2 physical block diagram . 53
Figure B.6 – 1oo2 reliability block diagram . 55
Figure B.7 – 2oo2 physical block diagram . 55
Figure B.8 – 2oo2 reliability block diagram . 55
Figure B.9 – 1oo2D physical block diagram . 57
Figure B.10 – 1oo2D reliability block diagram. 57
Figure B.11 – 2oo3 physical block diagram . 59
Figure B.12 – 2oo3 reliability block diagram . 59
Figure B.13 – Architecture of an example for low demand mode of operation . 69
Figure B.14 – Architecture of an example for high demand or continuous mode of
operation. 87
Figure D.1 – Relationship of common cause failures to the failures of individual channels. 105
Table B.1 – Terms and their ranges used in this annex (applies to 1oo1, 1oo2, 2oo2,
1oo2D and 2oo3). 47
Table B.2 – Average probability of failure on demand for a proof test interval of six months
and a mean time to restoration of 8 h . 61
Table B.3 – Average probability of failure on demand for a proof-test interval of one year
and mean time to restoration of 8 h . 63
Table B.4 – Average probability of failure on demand for a proof-test interval of two years
and a mean time to restoration of 8 h . 65
Table B.5 – Average probability of failure on demand for a proof-test interval of 10 years
and a mean time to restoration of 8 h . 67

Table B.6 – Average probability of failure on demand for the sensor subsystem in the
example for low demand mode of operation (one year proof-test interval and 8 h MTTR) . 69
Table B.7 – Average probability of failure on demand for the logic subsystem in the
example for low demand mode of operation (one year proof-test interval and 8 h MTTR) . 71
Table B.8 – Average probability of failure on demand for the final element subsystem in
the example for low demand mode of operation (one year proof-test interval and
8 h MTTR). 71

61508-6 © IEC:2000 – 7 –
Page
Table B.9 – Example for a non-perfect proof test. 75

Table B.10 – Probability of failure per hour (in high demand or continuous mode of

operation) for a proof-test interval of one month and a mean time to restoration of 8 h. 79

Table B.11 – Probability of failure per hour (in high demand or continuous mode of
operation) for a proof test interval of three months and a mean time to restoration of 8 h . 81

Table B.12 – Probability of failure per hour (in high demand or continuous mode of

operation) for a proof test interval of six months and a mean time to restoration of 8 h. 83

Table B.13 – Probability of failure per hour (in high demand or continuous mode of

operation) for a proof-test interval of one year and a mean time to restoration of 8 h. 85
Table B.14 – Probability of failure per hour for the sensor subsystem in the example
for high demand or continuous mode of operation (six month proof-test interval and
8 h MTTR). 87
Table B.15 – Probability of failure per hour for the logic subsystem in the example
for high demand or continuous mode of operation (six month proof-test interval and
8 h MTTR). 89
Table B.16 – Probability of failure per hour for the final element subsystem in the example
for high demand or continuous mode of operation (six month proof-test interval
and 8 h MTTR) . 89
Table C.1 – Example calculations for diagnostic coverage and safe failure fraction . 97
Table C.2 – Diagnostic coverage and effectiveness for different subsystems . 99
Table D.1 – Scoring programmable electronics or sensors/final elements. 115
Table D.2 – Value of Z: programmable electronics . 119
Table D.3 – Value of Z: sensors or final elements. 119
Table D.4 – Calculation of β or β . 121
D
Table D.5 – Example values for programmable electronics. 123
Table E.1 – Software safety requirements specification (see 7.2 of IEC 61508-3). 127
Table E.2 – Software design and development: software architecture design (see 7.4.3
of IEC 61508-3). 129
Table E.3 – Software design and development: support tools and programming language
(see 7.4.4 of IEC 61508-3) . 129
Table E.4 – Software design and development: detailed design (see 7.4.5 and 7.4.6
of IEC 61508-3) (this includes software system design, software module design
and coding) .
...

NORME CEI
INTERNATIONALE
61508-6
Première édition
2000-04
Sécurité fonctionnelle des systèmes électriques/
électroniques/électroniques programmables
relatifs à la sécurité –
Partie 6:
Lignes directrices pour l'application
de la CEI 61508-2 et de la CEI 61508-3
Cette version française découle de la publication d’origine
bilingue dont les pages anglaises ont été supprimées.
Les numéros de page manquants sont ceux des pages
supprimées.
Numéro de référence
CEI 61508-6:2000(F)
Numérotation des publications
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI sont numérotées à partir de

60000. Ainsi, la CEI 34-1 devient la CEI 60034-1.

Editions consolidées
Les versions consolidées de certaines publications de la CEI incorporant les

amendements sont disponibles. Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2

indiquent respectivement la publication de base, la publication de base incorporant

l’amendement 1, et la publication de base incorporant les amendements 1 et 2

Informations supplémentaires sur les publications de la CEI
Le contenu technique des publications de la CEI est constamment revu par la CEI
afin qu'il reflète l'état actuel de la technique. Des renseignements relatifs à cette
publication, y compris sa validité, sont disponibles dans le Catalogue des
publications de la CEI (voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, amende-
ments et corrigenda. Des informations sur les sujets à l’étude et l’avancement des
travaux entrepris par le comité d’études qui a élaboré cette publication, ainsi que la
liste des publications parues, sont également disponibles par l’intermédiaire de:
• Site web de la CEI (www.iec.ch)
• Catalogue des publications de la CEI
Le catalogue en ligne sur le site web de la CEI (www.iec.ch/searchpub) vous permet
de faire des recherches en utilisant de nombreux critères, comprenant des
recherches textuelles, par comité d’études ou date de publication. Des informations
en ligne sont également disponibles sur les nouvelles publications, les publications
remplacées ou retirées, ainsi que sur les corrigenda.
• IEC Just Published
Ce résumé des dernières publications parues (www.iec.ch/online_news/justpub)
est aussi disponible par courrier électronique. Veuillez prendre contact avec le
Service client (voir ci-dessous) pour plus d’informations.
• Service clients
Si vous avez des questions au sujet de cette publication ou avez besoin de
renseignements supplémentaires, prenez contact avec le Service clients:
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NORME CEI
INTERNATIONALE
61508-6
Première édition
2000-04
Sécurité fonctionnelle des systèmes électriques/
électroniques/électroniques programmables
relatifs à la sécurité –
Partie 6:
Lignes directrices pour l'application
de la CEI 61508-2 et de la CEI 61508-3

 IEC 2000 Droits de reproduction réservés
Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun
procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.
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– 2 – 61508-6 © CEI:2000
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 10

INTRODUCTION . 14

Articles
1 Domaine d'application . 18

2 Références normatives. 22

3 Définitions et abréviations . 22
Annexe A (informative) Application de la CEI 61508-2 et de la CEI 61508-3 . 24
A.1 Généralités . 24
A.2 Etapes fonctionnelles dans l’application de la CEI 61508-2 . 28
A.3 Etapes fonctionnelles pour l’application de la CEI 61508-3. 36
Annexe B (informative) Exemple de technique permettant d'évaluer les probabilités de
défaillance du matériel. 40
B.1 Généralités . 40
B.2 Probabilité moyenne de défaillance sur demande (pour mode de fonctionnement
faible demande) . 48
B.3 Probabilité de défaillance par heure (pour un mode de fonctionnement demande
élevée ou continu). 74
B.4 Références . 90
Annexe C (informative) Calcul de la couverture du diagnostic et de la proportion de
défaillance en sécurité: exemple élaboré. 92
Annexe D (informative) Méthodologie permettant de quantifier l'effet des défaillances de
cause commune du matériel dans des systèmes E/E/PE. 100
D.1 Généralités . 100
D.2 Présentation concise. 100
D.3 Domaine d'application de la méthodologie . 108
D.4 Eléments à prendre en compte dans la méthodologie . 108
D.5 Utilisation du facteur β pour le calcul de probabilité de défaillance due à des
défaillances de cause commune dans un système E/E/PE relatif à la sécurité. 110
D.6 Utilisation des tables pour l'estimation de β . 112
D.7 Exemples de l'utilisation de la méthodologie . 120

D.8 Références . 122
Annexe E (informative) Exemples d'application des tableaux d'intégrité de sécurité
logicielle contenus dans la CEI 61508-3. 124
E.1 Généralités . 124
E.2 Exemple pour le niveau 2 d'intégrité de sécurité . 124
E.3 Exemple pour le niveau 3 d'intégrité de sécurité . 134
Bibliographie . . 144

– 4 – 61508-6 © CEI:2000
Pages
Figure 1 – Structure générale de la CEI 61508 . 20

Figure A.1 – Application de la CEI 61508-2 . 32

Figure A.2 – Application de la CEI 61508-2 (suite) . 34

Figure A.3 – Application de la CEI 61508-3 . 38

Figure B.1 – Exemple de configuration pour deux canaux de capteurs. 44

Figure B.2 – Structure du sous-système. 48

Figure B.3 – Diagramme du bloc physique 1oo1. 50

Figure B.4 – Diagramme de fiabilité 1oo1. 50

Figure B.5 – Diagramme du bloc physique 1oo2. 52
Figure B.6 – Diagramme de fiabilité 1oo2. 54
Figure B.7 – Diagramme du bloc physique 2oo2. 54
Figure B.8 – Diagramme de fiabilité 2oo2. 54
Figure B.9 – Diagramme du bloc physique 1oo2D . 56
Figure B.10 – Diagramme de fiabilité 1oo2D . 56
Figure B.11 – Diagramme du bloc physique 2oo3. 58
Figure B.12 – Diagramme de fiabilité 2oo3. 58
Figure B.13 – Architecture d’un exemple de fonctionnement en mode demande faible. 68
Figure B.14 – Architecture d’un exemple pour un mode de fonctionnement en mode
demande élevée ou continu . 86
Figure D.1 – Relation entre défaillances de cause commune et défaillances
de canaux individuels . 104
Tableau B.1 – Termes et ordre de grandeur des paramètres correspondants utilisés dans
cette annexe (s'applique à 1oo1, 1oo2, 2oo2, 1oo2D et 2oo3) . 46
Tableau B.2 – Probabilité moyenne de défaillance sur demande pour un intervalle entre
tests périodiques de 6 mois et une durée moyenne de rétablissement de 8 h . 60
Tableau B.3 – Probabilité moyenne de défaillance sur demande pour un intervalle entre
tests périodiques de un an et une durée moyenne de rétablissement de 8 h . 62
Tableau B.4 – Probabilité moyenne de défaillance sur demande pour un intervalle entre
tests périodiques de deux ans et une durée moyenne de rétablissement de 8 h. 64
Tableau B.5 – Probabilité moyenne de défaillance sur demande pour un intervalle entre
tests périodiques de dix ans et une durée moyenne de rétablissement de 8 h. 66

Tableau B.6 – Probabilité moyenne de défaillance sur demande pour le sous-système
capteur dans l'exemple de fonctionnement en mode demande faible (intervalle entre tests
périodiques d'un an et MTTR de 8 h) . 68
Tableau B.7 – Probabilité moyenne de défaillance sur demande pour le sous-système
logique de l'exemple de fonctionnement en mode demande faible (intervalle entre tests
périodiques d'un an et MTTR de 8 h) . 70
Tableau B.8 – Probabilité moyenne de défaillance sur demande pour le sous-système
élément final de l'exemple de fonctionnement en mode demande faible (intervalle entre
tests périodiques d'un an et durée MTTR de 8 h) . 70

– 6 – 61508-6 © CEI:2000
Pages
Tableau B.9 – Exemple d'un test périodique imparfait . 74

Tableau B.10 – Probabilité de défaillance par heure (en mode de fonctionnement demande

élevée ou continu) pour un intervalle entre tests périodiques d'un mois et une durée

moyenne de rétablissement de 8 h. 78

Tableau B.11 – Probabilité de défaillance par heure (en mode de fonctionnement demande

élevée ou continu) pour un intervalle entre tests périodiques de trois mois et une durée

moyenne de rétablissement de 8 h. 80

Tableau B.12 – Probabilité de défaillance par heure (en mode de fonctionnement demande
élevée ou continu) pour un intervalle entre tests périodiques de six mois et une durée

moyenne de rétablissement de 8 h. 82
Tableau B.13 – Probabilité de défaillance par heure (en mode de fonctionnement demande
élevée ou continu) pour un intervalle entre tests périodiques d'un an et une durée moyenne
de rétablissement de 8 h. 84
Tableau B.14 – Probabilité de défaillance par heure du sous-système capteur dans
l’exemple de mode de fonctionnement demande élevée ou continu (intervalle entre tests
périodiques de six mois et MTTR de 8 h) . 86
Tableau B.15 – Probabilité de défaillance par heure du sous-système logique dans
l’exemple de mode de fonctionnement demande élevée ou continu (intervalle entre tests
périodiques de six mois et MTTR de 8 h) . 88
Tableau B.16 – Probabilité de défaillance par heure du sous-système élément final dans
l’exemple de mode de fonctionnement demande élevée ou continu (intervalle entre tests
périodiques de six mois et MTTR de 8 h) . 88
Tableau C.1 – Exemples de calcul de la couverture du diagnostic et de la proportion de
défaillances en sécurité .96
Tableau C.2 – Couverture du diagnostic et efficacité pour différents sous-systèmes. 98
Tableau D.1 – Calcul des résultats électroniques programmables ou des
capteurs/éléments terminaux . 114
Tableau D.2 – Valeur de Z: électronique programmable .
...

IEC 61508-6
Edition 1.0 2000-04
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic
safety-related systems –
Part 6: Guidelines on the application of IEC 61508-2 and IEC 61508-3

Sécurité fonctionnelle des systèmes électriques/électroniques/électroniques
programmables relatifs à la sécurité –
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ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie
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Edition 1.0 2000-04
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la CEI 61508-3
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61508-6 © IEC:2000 – 3 –
– 2 – 61508-6 © IEC:2000
CONTENTS
Page
FOREWORD . . 6

INTRODUCTION . .8

Clause
1 Scope . 10

2 Normative references. 12
3 Definitions and abbreviations . 12
Annex A (informative) Application of IEC 61508-2 and of IEC 61508-3 . 13
A.1 General. 13
A.2 Functional steps in the application of IEC 61508-2. 15
A.3 Functional steps in the application of IEC 61508-3. 19
Annex B (informative) Example technique for evaluating probabilities of hardware failure . 2 1
B.1 General. 2 1
B.2 Average probability of failure on demand (for low demand mode of operation) . 25
B.3 Probability of failure per hour (for high demand or continuous mode
of operation) . 38
B.4 References . 46
Annex C (informative) Calculation of diagnostic coverage and safe failure fraction:
worked example . 47
Annex D (informative) A methodology for quantifying the effect of hardware-related
common cause failures in E/E/PE systems . . 5 1
D.1 General. . 5 1
D.2 Brief overview . . 5 1
D.3 Scope of the methodology. . 55
D.4 Points taken into account in the methodology . . 55
D.5 Using the β-factor to calculate the probability of failure in an E/E/PE
safety-related system due to common cause failures . . 56
D.6 Using the tables to estimate β. . 57
D.7 Examples of the use of the methodology. . 6 1
D.8 References . . 62

Annex E (informative) Example applications of software safety integrity tables
of IEC 61508-3 . . 63
E.1 General. . 63
E.2 Example for safety integrity level 2 . . 63
E.3 Example for safety integrity level 3 . . 68
Bibliography . . 73

61508-6 © IEC:2000 – 5 –
61508-6 © IEC:2000 – 3 –
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Figure 1 – Overall framework of IEC 61508 .11

Figure A.1 – Application of IEC 61508-2.17

Figure A.2 – Application of IEC 61508-2 (continued) .18

Figure A.3 – Application of IEC 61508-3.20

Figure B.1 – Example configuration for two sensor channels .23

Figure B.2 – Subsystem structure.25

Figure B.3 – 1oo1 physical block diagram .26

Figure B.4 – 1oo1 reliability block diagram .26
Figure B.5 – 1oo2 physical block diagram .27
Figure B.6 – 1oo2 reliability block diagram .28
Figure B.7 – 2oo2 physical block diagram .28
Figure B.8 – 2oo2 reliability block diagram .28
Figure B.9 – 1oo2D physical block diagram .29
Figure B.10 – 1oo2D reliability block diagram. 29
Figure B.11 – 2oo3 physical block diagram . 30
Figure B.12 – 2oo3 reliability block diagram .30
Figure B.13 – Architecture of an example for low demand mode of operation .35
Figure B.14 – Architecture of an example for high demand or continuous mode of
operation.44
Figure D.1 – Relationship of common cause failures to the failures of individual channels.53
Table B.1 – Terms and their ranges used in this annex (applies to 1oo1, 1oo2, 2oo2,
1oo2D and 2oo3).24
Table B.2 – Average probability of failure on demand for a proof test interval of six months
and a mean time to restoration of 8 h .3 1
Table B.3 – Average probability of failure on demand for a proof-test interval of one year
and mean time to restoration of 8 h .32
Table B.4 – Average probability of failure on demand for a proof-test interval of two years
and a mean time to restoration of 8 h .33
Table B.5 – Average probability of failure on demand for a proof-test interval of 10 years
and a mean time to restoration of 8 h .34

Table B.6 – Average probability of failure on demand for the sensor subsystem in the
example for low demand mode of operation (one year proof-test interval and 8 h MTTR) .35
Table B.7 – Average probability of failure on demand for the logic subsystem in the
example for low demand mode of operation (one year proof-test interval and 8 h MTTR) .36
Table B.8 – Average probability of failure on demand for the final element subsystem in
the example for low demand mode of operation (one year proof-test interval and
8 h MTTR).36

61508-6 © IEC:2000 – 7 –
– 4 – 61508-6 © IEC:2000
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Table B.9 – Example for a non-perfect proof test.38

Table B.10 – Probability of failure per hour (in high demand or continuous mode of

operation) for a proof-test interval of one month and a mean time to restoration of 8 h.40

Table B.11 – Probability of failure per hour (in high demand or continuous mode of
operation) for a proof test interval of three months and a mean time to restoration of 8 h . 41

Table B.12 – Probability of failure per hour (in high demand or continuous mode of

operation) for a proof test interval of six months and a mean time to restoration of 8 h.42

Table B.13 – Probability of failure per hour (in high demand or continuous mode of

operation) for a proof-test interval of one year and a mean time to restoration of 8 h.43
Table B.14 – Probability of failure per hour for
...