本发明公开了一种基于多层优化PCC‑SDG的化工过程故障诊断方法。本发明通过以全工艺的网络拓扑结构为参考点，利用皮尔逊相关系数(PCC)统计指标对选取的变量初步优化，然后运用PCA权重思想从多层相关系数集中选取了权重较大的特殊变量，结合符号有向图(SDG)建立了最优PCC‑SDG网络，最后针对最优PCC‑SDG建立聚集权重系数Q的规则进行故障诊断。本发明提出了一种新的故障诊断方法，完善了SDG建模方法，提高了工作人员检测多变量状态的效率，避免时滞等非信息同步因素的影响，并且更加有效地降低误报率并准确地识别是何种类型的故障，极大降低生产安全事故的发生。