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本发明公开一种往复压缩机的故障诊断方法，包括通过第一测量传感器获得往复压缩机的曲轴的旋转角度，且通过第二测量传感器获取与旋转角度对应的传感信息；根据旋转角度将获取的传感信息进行对应的预设数量的分段；根据与第二测量传感器对应的分段判断规则对与第二测量传感器对应的各分段的传感信息进行单独分析判断，获得对应的判断结果；在第二测量传感器只有一种时，根据判断结果确定往复压缩机是否存在故障；在第二测量传感器有两种及以上时，对判断结果进行综合分析确定往复压缩机是否存在故障。本发明还提供一种往复压缩机的故障诊断系统及计算机可读存储介质。本发明能够对往复压缩机的故障进行自动诊断，提升故障的监测诊断效率。