1. 课程导入与环保自动化测试全景

在环保自动化项目里，FAT（Factory Acceptance Test，工厂验收测试）与SAT（Site Acceptance Test，现场验收测试）不是两道“走形式”的签字手续，而是把设计意图转化为可交付系统的两道关键质量闸门。很多项目在调试阶段反复返工，根源往往不在编程能力，而在于验收测试的用例设计没有覆盖真实工况：PLC 逻辑在实验室里跑通了，但现场仪表量程设错、通信地址冲突、联锁投退条件缺失，系统一投运就暴露问题。本课程要建立的，正是“以工程对象为中心、以可判定结果为标准”的测试用例设计视角。

FAT 与 SAT 在项目中的定位

环保自动化系统通常包含现场仪表层（pH 计、浊度仪、流量计、液位计、气体分析仪）、控制层（PLC/DCS、加药泵、风机、阀门）、监控层（SCADA/HMI）以及数据上报层（环保数采仪、上位平台接口）。FAT 发生在设备出厂前，在集成商的测试环境中完成，重点验证控制柜接线、PLC 程序逻辑、HMI 画面、报警与联锁、通信链路是否符合设计文件；SAT 发生在现场安装接线完成后，重点验证真实仪表信号、执行机构动作、工艺联动、数据上报与验收指标是否达标。二者是“同一套逻辑、两种环境”的递进关系：FAT 用信号源和模拟负载替代现场设备，SAT 用真实工艺介质和真实仪表替换模拟条件。

理解这个定位，就能理解测试用例设计的差异。FAT 用例偏向“逻辑正确性”，例如给定模拟量输入 4mA/12mA/20mA，验证显示值、报警阈值和输出动作；SAT 用例偏向“系统符合性”，例如实际加酸后 pH 从 8.2 降到 6.8 的响应时间、加药泵频率与流量计的对应关系、数采仪上传数据的完整率。两者不能互相替代，也不能用同一份用例简单改个标题。

从“测什么”到“怎么判定”

测试用例设计的核心不是罗列操作步骤，而是把“期望结果”写成可判定的形式。以污水处理加药控制为例，一条 FAT 用例可以这样写：向 PLC 的 pH 模拟量通道输入 12mA（对应量程 0–14 时约为 7.0），设定加酸泵在 pH＞7.5 时启动、频率按偏差比例输出；将输入改为 16mA（约 9.3），观察加酸泵启动且频率输出大于 0，HMI 显示值与输入换算值偏差不超过 ±0.1。这条用例包含输入条件、操作、期望结果和判定容差，任何人拿到都能复现。

到了 SAT，同一条逻辑的用例要换成真实条件：确认 pH 计已按两点校准（例如 4.00 与 7.00 标准液），记录加酸前 pH 实际值，手动触发加酸泵运行 30 秒，观察 pH 下降趋势和响应时间，并核对加药泵频率与流量计累计量的对应关系是否在允许偏差内。此时判定依据从“显示值偏差”变为“工艺响应与计量一致性”，这才是现场验收真正关心的问题。

建立工程视角的三个要点

第一，用例要跟着对象走，而不是跟着画面走。HMI 上有一个“加药泵启动”按钮，背后涉及输出点、接触器、变频器、泵体、流量反馈多个环节，用例应覆盖从点击到流量反馈的完整链路，而不是只验证按钮变色。第二，用例要覆盖异常路径。环保系统最怕的不是正常工况，而是仪表断线、通信中断、阀门卡涩、停电恢复等异常场景，FAT 阶段用信号源模拟断线和超限最方便，SAT 阶段则要验证真实断线后的报警与安全动作。第三，用例要能追溯。每条用例编号对应设计文件条款或验收指标，测试记录、偏差单、整改复测形成闭环，最终支撑验收报告。

本课程的学习路径

后续内容将围绕四条主线展开：一是测试用例的基本要素与编写规范，包括前置条件、操作步骤、期望结果、判定容差和记录要求；二是按对象分类的用例设计方法，覆盖模拟量仪表、开关量设备、控制回路、联锁保护、通信与数据上报；三是 FAT 与 SAT 的环境差异及用例转换方法，讲清哪些用例可以复用、哪些必须重写；四是测试执行、偏差处理与验收交付的工程实践。学习目标很明确：学完之后，你能拿到一份工艺流程图和 I/O 点表，独立设计出覆盖正常、边界和异常工况的 FAT/SAT 用例，并能说清每条用例的判定依据。

需要强调的是，测试用例设计不是测试工程师一个人的事。设计人员要确认逻辑条款，调试人员要提供信号模拟条件，现场人员要反馈真实工况，业主或监管方要确认验收指标。课程中给出的示例参数和判定容差均为教学假设，实际项目应依据设计文件、仪表精度和合同指标确定。把测试用例当作工程沟通的载体，而不是事后补的记录，FAT 与 SAT 才能真正发挥质量闸门的作用。