化工生产一般需要在高温、高压的环境中进行持续作业,生产条件要求苛刻,开工过程是极其重要的环节,任何疏忽或处理不当都极易产生事故,因此,对化工装置开工过程进行智能导航和监控是非常有必要的。本文对开工过程中的SOP(Standard Operation Procedure,标准操作程序)和故障诊断策略进行了深入地研究,并应用于开工操作导航与监测系统中。本文研究了化工装置开工SOP的特点,建立了一套图形化SOP理论模型,并借助化工装置导航系统,实现了开工过程中的人机交互。然后,针对开工过程的非稳态特性,提出了一种基于动态模拟的DPCA故障诊断策略。通过建立严格的机理模型进行动态模拟获得模拟变量数据,利用DTW(Dynamic Time Warping,动态时间归整)计算监测变量和模拟变量数据之间的差异度,结合PCA(Principal Component Analysis,主元分析)对残差变量进行故障诊断,并在青霉素仿真平台上进行了案例研究。图形化的SOP系统可对开工过程进行操作上的指导,一旦发生故障并不能起到及时诊断的作用。因此,当导航系统监测到有故障时,立即激发该故障诊断策略进行诊断和识别。两者相辅相成,从操作程序和数据监测两方面确保开工过程的顺利进行。本文将该导航与监测系统在实验室规模的温控试验中进行了验证。结果表明,该系统图形化的SOP导航模型更符合操作人员的习惯,可及时给予指导,并可及时地对故障进行诊断。最后,本文给出了一种智能一键开工的方法,并在实验室规模的开工过程中进行了验证。