在化工生产过程中，实时分析故障和异常扰动的根本原因，对保证经济效益和安全生产具有十分重要的意义。随着化工设备的规模和结构的复杂性的不断增加，先进控制系统得到了广泛的应用，同时也使过程变量之间的关系复杂多变，这使得基于知识的故障诊断方法的有效性降低。随着集散控制系统的广泛应用，长期以来的运行数据都被记录下来，其中包含了过程本身的全面信息。通过适当的数据分析方法，可以提取出各变量之间的逻辑依赖关系和时间依赖关系。
本文提出了一种基于时滞互信息的数据驱动的故障诊断方法。互信息从信息熵的角度衡量两个变量之间的相关性，在计算中可以引入一个时滞参数来捕捉变量之间的相互作用方向。当系统处于正常状态时，每个变量都在设定值范围的附近，可以认为是相互独立的。由于噪声的存在，互信息值稍稍大于0，因此可以从正常运行状态下确定阈值。一旦发生故障，两个变量之间的互信息值超过了该阈值，说明它们之间存在交互关系，从时滞可以得到故障传播路径的方向。当故障发生时，利用变量间的响应信息得到故障的传播路径，为故障诊断提供更客观的信息。将该方法应用于一个具有不同控制策略的连续搅拌加热槽仿真过程，结果表明，在不同的控制策略下，过程变量之间的关系是不同的。然后将该方法应用于某实际工业过程中，对故障的根源和传播方向进行诊断，结果符合生产运行记录