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本发明提供一种水泥熟料制备过程工艺故障诊断系统及方法，包括：数据源层、数据采集层、数据存储层、服务层和应用层；数据源层用于获取数据；数据存储层用于储存水泥熟料制备过程数据和与水泥熟料制备工艺故障相关联的信息记录表；应用层用于接收用户业务请求，对水泥熟料制备过程数据进行提取并处理，还对处理结果展现；应用层用于对水泥熟料制备过程数据进行提取，并进行实时监测和故障诊断；如监测出故障，则提取故障出现时间，对出现故障时，水泥熟料制备过程数据进行预警；还对水泥熟料制备过程的故障状态通过故障诊断机器学习算法进行分析。方法能够及时，准确、快速排查故障。对故障进行实时的监测，并对可能发生的故障进行了预警。