海洋石油资源是满足未来人类发展所需的最重要的能源来源之一。然而，海上石油开采和生产过程极具风险，必须配置安全仪表系统（SIS）采取合理的安全保护措施。功能安全国际标准IEC61508以及过程工业中的功能安全标准IEC61511对于SIS生命周期中各个阶段都有明确的定义和要求。然而，我国在功能安全领域研究和实践起步较晚，对安全相关系统的研究相对不足，其设计过程仍存在误区。本文对SIS系统的相关规范和可靠性理论展开研究，明确SIS的评价标准和设计要求；剖析硬件安全完整性和系统安全完整性内涵，从而探讨强化安全完整性的措施和方法；对安全生命周期实现阶段的任务和要求进行分析，归纳了实现功能安全的方法的核心思想；通过对安全相关系统的可靠性分析方法的研究，归纳了SIS的失效模式，掌握了安全完整性的计算方法；以某中心平台应急关断系统（ESD）为研究对象，结合国外相关的应用经验，以及安全相关规范中的要求，对该ESD系统及其仪表安全功能进行全面分析和系统及功能设计；最后使用安全完整性计算和测试方法，对设计结果进行验证。验证结果表明，该中心平台ESD的安全完整性，达到相关仪表安全功能的SIL要求。