Mejora en el convertidor LAD de TwinCAT con integración de SymPy para optimización de expresiones lógicas. Se añadieron nuevas funcionalidades para el manejo de variables y ACTIONs, así como mejoras en la estructura del código SCL generado.
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parent
205e1f4c8d
commit
5da7dcad06
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@ -2,9 +2,26 @@
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# -*- coding: utf-8 -*-
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"""
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||||
Convertidor simplificado de LAD TwinCAT a pseudocódigo estructurado
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Versión mejorada con SymPy para optimización de expresiones lógicas
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"""
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import re
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import sympy
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||||
from sympy import symbols, And, Or, Not, simplify
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||||
from sympy.logic.boolalg import to_dnf
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||||
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||||
class SymbolManager:
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||||
"""Gestor de símbolos para SymPy"""
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||||
def __init__(self):
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self._symbol_cache = {}
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||||
def get_symbol(self, name):
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||||
"""Obtener o crear símbolo SymPy"""
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if name not in self._symbol_cache:
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||||
# Limpiar nombre para SymPy (sin espacios, caracteres especiales)
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||||
clean_name = re.sub(r'[^a-zA-Z0-9_]', '_', name)
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||||
self._symbol_cache[name] = symbols(clean_name)
|
||||
return self._symbol_cache[name]
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||||
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||||
class SimpleLadConverter:
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||||
"""Convertidor simplificado de LAD a código estructurado"""
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||||
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@ -12,21 +29,89 @@ class SimpleLadConverter:
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|||
def __init__(self):
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||||
self.networks = []
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self.current_network_id = 0
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||||
self.symbol_manager = SymbolManager()
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||||
self.sympy_expressions = {} # Mapeo de network_id -> sympy expression
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||||
# Nuevas propiedades para estructura SCL completa
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self.program_name = ""
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self.program_path = ""
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self.var_sections = {} # VAR, VAR_INPUT, VAR_OUTPUT, etc.
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||||
self.actions = {} # Diccionario de ACTIONs
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def parse_file(self, file_path):
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||||
"""Parse el archivo LAD"""
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||||
"""Parse el archivo LAD completo incluyendo variables y ACTIONs"""
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with open(file_path, 'r', encoding='utf-8', errors='ignore') as f:
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content = f.read()
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||||
# Extraer información del header
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self._parse_header_info(content)
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# Extraer declaraciones de variables
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self._parse_variable_declarations(content)
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# Encontrar sección LAD
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lad_start = content.find('_LD_BODY')
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if lad_start == -1:
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if lad_start != -1:
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||||
# Extraer contenido LAD hasta ACTION o END_PROGRAM
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action_start = content.find('\nACTION', lad_start)
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||||
end_program = content.find('\nEND_PROGRAM', lad_start)
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||||
lad_end = action_start if action_start != -1 else end_program
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||||
if lad_end == -1:
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lad_end = len(content)
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lad_content = content[lad_start:lad_end]
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lines = lad_content.split('\n')
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self._parse_networks(lines)
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else:
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||||
print("No se encontró _LD_BODY")
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return
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||||
# Extraer contenido LAD
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lines = content[lad_start:].split('\n')
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self._parse_networks(lines)
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||||
# Extraer ACTIONs
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self._parse_actions(content)
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||||
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||||
def _parse_header_info(self, content):
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||||
"""Extraer información del header del programa"""
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||||
# Buscar PATH y nombre del programa
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path_match = re.search(r'\(\* @PATH := \'([^\']+)\' \*\)', content)
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||||
if path_match:
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self.program_path = path_match.group(1)
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||||
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||||
# Buscar nombre del programa/function_block
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||||
program_match = re.search(r'(PROGRAM|FUNCTION_BLOCK)\s+(\w+)', content)
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||||
if program_match:
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||||
self.program_name = program_match.group(2)
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||||
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||||
print(f"Programa encontrado: {self.program_name}")
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||||
if self.program_path:
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||||
print(f"Path: {self.program_path}")
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||||
def _parse_variable_declarations(self, content):
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||||
"""Extraer todas las declaraciones de variables"""
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||||
# Buscar todas las secciones VAR
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||||
var_patterns = [
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||||
(r'VAR_INPUT(.*?)END_VAR', 'VAR_INPUT'),
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||||
(r'VAR_OUTPUT(.*?)END_VAR', 'VAR_OUTPUT'),
|
||||
(r'VAR_IN_OUT(.*?)END_VAR', 'VAR_IN_OUT'),
|
||||
(r'VAR\s+(.*?)END_VAR', 'VAR'),
|
||||
]
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||||
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||||
for pattern, var_type in var_patterns:
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||||
matches = re.findall(pattern, content, re.DOTALL | re.IGNORECASE)
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||||
if matches:
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||||
variables = []
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||||
for match in matches:
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||||
# Parsear cada línea de variable
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||||
for line in match.split('\n'):
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||||
line = line.strip()
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||||
if line and not line.startswith('(*') and ':' in line:
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||||
# Limpiar comentarios inline
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||||
if '(*' in line:
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||||
line = line[:line.find('(*')]
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||||
variables.append(line.strip())
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||||
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||||
if variables:
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||||
self.var_sections[var_type] = variables
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||||
print(f"Variables {var_type}: {len(variables)} encontradas")
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||||
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||||
def _parse_networks(self, lines):
|
||||
"""Parse todas las redes"""
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||||
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@ -205,22 +290,52 @@ class SimpleLadConverter:
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|||
return i + 1, ' '.join(comment_lines)
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||||
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||||
def convert_to_structured(self):
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||||
"""Convertir a código estructurado"""
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||||
"""Convertir a código SCL completo con variables y ACTIONs"""
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||||
output = []
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||||
output.append("// Código pseudo estructurado generado desde LAD TwinCAT")
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||||
output.append("// Compatible con IEC61131-3")
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||||
output.append("PROGRAM PumpControl_Converted")
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||||
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||||
# Header del archivo
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||||
output.append("(* Código SCL generado desde LAD TwinCAT *)")
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||||
output.append("(* Convertidor mejorado con SymPy - Estructura DNF preferida *)")
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||||
if self.program_path:
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||||
output.append(f"(* Path original: {self.program_path} *)")
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||||
output.append("")
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||||
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||||
# Declaración del programa
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||||
program_name = self.program_name if self.program_name else "ConvertedProgram"
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||||
output.append(f"PROGRAM {program_name}")
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||||
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||||
# Declaraciones de variables
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||||
self._add_variable_sections(output)
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||||
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||||
# Inicio del código principal
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output.append("")
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||||
output.append("(* === CÓDIGO PRINCIPAL === *)")
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||||
output.append("")
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||||
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||||
# Lógica de las redes LAD
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||||
for network in self.networks:
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||||
output.append(f" // Red {network['id']}")
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||||
if network['comment']:
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||||
output.append(f" // {network['comment']}")
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||||
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||||
if network['logic'] and network['target']:
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||||
condition_str = self._convert_logic_to_string(network['logic'])
|
||||
# Usar expresión DNF optimizada si está disponible
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||||
if network['id'] in self.sympy_expressions:
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||||
sympy_expr = self.sympy_expressions[network['id']]
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||||
condition_str = self._format_dnf_for_lad(sympy_expr)
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||||
output.append(f" // Optimizada con SymPy DNF")
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||||
else:
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||||
# Fallback al método original
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||||
condition_str = self._convert_logic_to_string(network['logic'])
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||||
output.append(f" // Sin optimización SymPy")
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||||
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||||
if condition_str:
|
||||
output.append(f" IF {condition_str} THEN")
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||||
# Si hay saltos de línea en la condición (múltiples términos OR)
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||||
if '\n' in condition_str:
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||||
output.append(f" IF {condition_str} THEN")
|
||||
else:
|
||||
output.append(f" IF {condition_str} THEN")
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||||
|
||||
output.append(f" {network['target']} := TRUE;")
|
||||
output.append(" ELSE")
|
||||
output.append(f" {network['target']} := FALSE;")
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||||
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@ -230,9 +345,58 @@ class SimpleLadConverter:
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||||
output.append("")
|
||||
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||||
# Fin del programa principal
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||||
output.append("END_PROGRAM")
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||||
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||||
# Agregar ACTIONs como subfunciones
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||||
self._add_actions_as_procedures(output, program_name)
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||||
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||||
return '\n'.join(output)
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||||
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||||
def _add_variable_sections(self, output):
|
||||
"""Agregar todas las secciones de variables al código"""
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||||
# Orden preferido de las secciones
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||||
section_order = ['VAR_INPUT', 'VAR_OUTPUT', 'VAR_IN_OUT', 'VAR']
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||||
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||||
for section_type in section_order:
|
||||
if section_type in self.var_sections:
|
||||
output.append(f"{section_type}")
|
||||
for var_line in self.var_sections[section_type]:
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||||
# Asegurar que termine con punto y coma
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||||
if not var_line.endswith(';'):
|
||||
var_line += ' ;'
|
||||
output.append(f" {var_line}")
|
||||
output.append("END_VAR")
|
||||
output.append("")
|
||||
|
||||
def _add_actions_as_procedures(self, output, program_name):
|
||||
"""Agregar ACTIONs como procedimientos independientes"""
|
||||
if not self.actions:
|
||||
return
|
||||
|
||||
output.append("")
|
||||
output.append("(* === SUBFUNCIONES (ACTIONs convertidas) === *)")
|
||||
output.append("")
|
||||
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||||
for action_name, action_code in self.actions.items():
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||||
# Nombre completo como se usa en TwinCAT
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||||
full_name = f"{program_name}_{action_name}"
|
||||
|
||||
output.append(f"PROCEDURE {full_name}")
|
||||
output.append("(* Convertida desde ACTION *)")
|
||||
output.append("")
|
||||
|
||||
# Agregar el código de la ACTION con indentación
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||||
for line in action_code.split('\n'):
|
||||
if line.strip():
|
||||
output.append(f" {line.strip()}")
|
||||
else:
|
||||
output.append("")
|
||||
|
||||
output.append("")
|
||||
output.append("END_PROCEDURE")
|
||||
output.append("")
|
||||
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||||
def _convert_logic_to_string(self, logic):
|
||||
"""Convertir lógica LAD a string estructurado"""
|
||||
if not logic:
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||||
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@ -333,32 +497,334 @@ class SimpleLadConverter:
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||||
return f"{prefix}UNKNOWN: {logic}"
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||||
|
||||
def _logic_to_sympy(self, logic):
|
||||
"""Convertir lógica LAD a expresión SymPy"""
|
||||
if not logic:
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||||
return None
|
||||
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||||
if logic['type'] == 'CONTACT':
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||||
symbol = self.symbol_manager.get_symbol(logic['name'])
|
||||
if logic['negated']:
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||||
return Not(symbol)
|
||||
else:
|
||||
return symbol
|
||||
|
||||
elif logic['type'] == 'AND':
|
||||
sympy_operands = []
|
||||
for operand in logic['operands']:
|
||||
operand_sympy = self._logic_to_sympy(operand)
|
||||
if operand_sympy is not None:
|
||||
sympy_operands.append(operand_sympy)
|
||||
|
||||
if len(sympy_operands) > 1:
|
||||
return And(*sympy_operands)
|
||||
elif len(sympy_operands) == 1:
|
||||
return sympy_operands[0]
|
||||
else:
|
||||
return None
|
||||
|
||||
elif logic['type'] == 'OR':
|
||||
sympy_operands = []
|
||||
for operand in logic['operands']:
|
||||
operand_sympy = self._logic_to_sympy(operand)
|
||||
if operand_sympy is not None:
|
||||
sympy_operands.append(operand_sympy)
|
||||
|
||||
if len(sympy_operands) > 1:
|
||||
return Or(*sympy_operands)
|
||||
elif len(sympy_operands) == 1:
|
||||
return sympy_operands[0]
|
||||
else:
|
||||
return None
|
||||
|
||||
elif logic['type'] == 'FUNCTION_BLOCK':
|
||||
# Para function blocks, creamos un símbolo especial
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||||
fb_name = f"{logic['name']}({', '.join(logic['inputs'])})"
|
||||
return self.symbol_manager.get_symbol(fb_name)
|
||||
|
||||
return None
|
||||
|
||||
def _sympy_to_structured_string(self, sympy_expr):
|
||||
"""Convertir expresión SymPy a string estructurado"""
|
||||
if sympy_expr is None:
|
||||
return ""
|
||||
|
||||
# Crear un mapeo inverso de símbolos a nombres originales
|
||||
symbol_to_name = {}
|
||||
for original_name, symbol in self.symbol_manager._symbol_cache.items():
|
||||
symbol_to_name[str(symbol)] = original_name
|
||||
|
||||
# Convertir la expresión a string
|
||||
str_expr = str(sympy_expr)
|
||||
|
||||
# Reemplazar símbolos por nombres originales
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||||
for symbol_str, original_name in symbol_to_name.items():
|
||||
str_expr = str_expr.replace(symbol_str, original_name)
|
||||
|
||||
# Reemplazar operadores SymPy por operadores IEC61131-3
|
||||
str_expr = str_expr.replace('&', ' AND ')
|
||||
str_expr = str_expr.replace('|', ' OR ')
|
||||
str_expr = str_expr.replace('~', 'NOT ')
|
||||
|
||||
# Limpiar espacios múltiples
|
||||
str_expr = re.sub(r'\s+', ' ', str_expr)
|
||||
|
||||
return str_expr.strip()
|
||||
|
||||
def optimize_expressions(self):
|
||||
"""Optimizar todas las expresiones usando SymPy - Preferir DNF para LAD"""
|
||||
print("\n=== Optimizando expresiones con SymPy (forzando DNF para LAD) ===")
|
||||
|
||||
for network in self.networks:
|
||||
if network['logic']:
|
||||
print(f"\nOptimizando Red {network['id']}:")
|
||||
|
||||
# Convertir a SymPy
|
||||
sympy_expr = self._logic_to_sympy(network['logic'])
|
||||
if sympy_expr:
|
||||
print(f" Expresión original: {sympy_expr}")
|
||||
|
||||
# Simplificar primero
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||||
try:
|
||||
simplified = simplify(sympy_expr)
|
||||
print(f" Simplificada: {simplified}")
|
||||
|
||||
# SIEMPRE convertir a DNF para LAD (forma natural: (AND) OR (AND) OR (AND))
|
||||
dnf_expr = to_dnf(simplified)
|
||||
print(f" DNF (forma LAD preferida): {dnf_expr}")
|
||||
|
||||
# Post-procesar para eliminar contradicciones
|
||||
final_expr = self._post_process_expression(dnf_expr)
|
||||
|
||||
# Verificar si el post-procesamiento cambió algo
|
||||
if str(final_expr) != str(dnf_expr):
|
||||
print(f" Post-procesada: {final_expr}")
|
||||
|
||||
self.sympy_expressions[network['id']] = final_expr
|
||||
|
||||
except Exception as e:
|
||||
print(f" Error optimizando: {e}")
|
||||
self.sympy_expressions[network['id']] = sympy_expr
|
||||
|
||||
def group_common_conditions(self):
|
||||
"""Agrupar networks con condiciones similares o complementarias"""
|
||||
print("\n=== Analizando agrupación de condiciones ===")
|
||||
|
||||
# Buscar networks que podrían agruparse
|
||||
groupable_networks = []
|
||||
for network in self.networks:
|
||||
if (network['logic'] and network['target'] and
|
||||
network['id'] in self.sympy_expressions):
|
||||
groupable_networks.append(network)
|
||||
|
||||
if len(groupable_networks) < 2:
|
||||
print("No hay suficientes networks para agrupar")
|
||||
return
|
||||
|
||||
# Analizar condiciones comunes
|
||||
print(f"Analizando {len(groupable_networks)} networks para agrupación:")
|
||||
|
||||
for i, net1 in enumerate(groupable_networks):
|
||||
for j, net2 in enumerate(groupable_networks[i+1:], i+1):
|
||||
expr1 = self.sympy_expressions[net1['id']]
|
||||
expr2 = self.sympy_expressions[net2['id']]
|
||||
|
||||
# Buscar factores comunes
|
||||
try:
|
||||
# Extraer factores comunes si es posible
|
||||
common_factors = self._find_common_factors(expr1, expr2)
|
||||
if common_factors:
|
||||
print(f" Red {net1['id']} y Red {net2['id']} comparten: {common_factors}")
|
||||
|
||||
# Verificar si son complementarias (útil para SET/RESET)
|
||||
if self._are_complementary(expr1, expr2):
|
||||
print(f" Red {net1['id']} y Red {net2['id']} son complementarias")
|
||||
|
||||
except Exception as e:
|
||||
print(f" Error analizando Red {net1['id']} y Red {net2['id']}: {e}")
|
||||
|
||||
def _find_common_factors(self, expr1, expr2):
|
||||
"""Encontrar factores comunes entre dos expresiones"""
|
||||
try:
|
||||
# Convertir a conjuntos de símbolos para análisis básico
|
||||
symbols1 = expr1.free_symbols
|
||||
symbols2 = expr2.free_symbols
|
||||
common_symbols = symbols1.intersection(symbols2)
|
||||
|
||||
if len(common_symbols) > 1:
|
||||
return f"{len(common_symbols)} símbolos comunes"
|
||||
|
||||
return None
|
||||
except:
|
||||
return None
|
||||
|
||||
def _are_complementary(self, expr1, expr2):
|
||||
"""Verificar si dos expresiones son complementarias"""
|
||||
try:
|
||||
# Verificar si expr1 == NOT(expr2) simplificado
|
||||
complement = Not(expr2)
|
||||
simplified_complement = simplify(complement)
|
||||
simplified_expr1 = simplify(expr1)
|
||||
|
||||
return simplified_expr1.equals(simplified_complement)
|
||||
except:
|
||||
return False
|
||||
|
||||
def _post_process_expression(self, expr):
|
||||
"""Post-procesar expresión para eliminar contradicciones obvias"""
|
||||
try:
|
||||
# Detectar contradicciones como X & ~X que deberían ser False
|
||||
cleaned_expr = expr
|
||||
|
||||
# Aplicar simplificaciones adicionales
|
||||
cleaned_expr = simplify(cleaned_expr)
|
||||
|
||||
# Si la expresión contiene contradicciones obvias, intentar limpiar
|
||||
free_symbols = cleaned_expr.free_symbols
|
||||
for symbol in free_symbols:
|
||||
# Verificar si tenemos symbol & ~symbol en alguna parte
|
||||
contradiction = And(symbol, Not(symbol))
|
||||
if cleaned_expr.has(contradiction):
|
||||
print(f" Detectada contradicción eliminable: {symbol} AND NOT {symbol}")
|
||||
# Reemplazar contradicción por False
|
||||
cleaned_expr = cleaned_expr.replace(contradiction, sympy.false)
|
||||
cleaned_expr = simplify(cleaned_expr)
|
||||
|
||||
return cleaned_expr
|
||||
except:
|
||||
return expr
|
||||
|
||||
def _format_dnf_for_lad(self, sympy_expr):
|
||||
"""Formatear expresión DNF para código LAD más legible"""
|
||||
if sympy_expr is None:
|
||||
return ""
|
||||
|
||||
# Crear mapeo de símbolos a nombres originales
|
||||
symbol_to_name = {}
|
||||
for original_name, symbol in self.symbol_manager._symbol_cache.items():
|
||||
symbol_to_name[str(symbol)] = original_name
|
||||
|
||||
# Convertir a string y analizar la estructura
|
||||
str_expr = str(sympy_expr)
|
||||
|
||||
# Reemplazar símbolos por nombres originales
|
||||
for symbol_str, original_name in symbol_to_name.items():
|
||||
str_expr = str_expr.replace(symbol_str, original_name)
|
||||
|
||||
# Reemplazar operadores SymPy por IEC61131-3 primero
|
||||
str_expr = str_expr.replace('&', ' AND ')
|
||||
str_expr = str_expr.replace('|', ' OR ')
|
||||
str_expr = str_expr.replace('~', 'NOT ')
|
||||
|
||||
# Limpiar espacios múltiples
|
||||
str_expr = re.sub(r'\s+', ' ', str_expr).strip()
|
||||
|
||||
# Si es una expresión OR de términos AND principales, formatear cada término
|
||||
# Buscar el patrón de OR principales (no anidados en paréntesis)
|
||||
if ' OR ' in str_expr and not str_expr.startswith('('):
|
||||
# Dividir por OR de nivel principal
|
||||
# Esto es más complejo debido a paréntesis anidados
|
||||
parts = self._split_main_or_terms(str_expr)
|
||||
|
||||
if len(parts) > 1:
|
||||
formatted_terms = []
|
||||
for part in parts:
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part = part.strip()
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# Asegurar que cada término tenga paréntesis si es complejo
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if ' AND ' in part and not (part.startswith('(') and part.endswith(')')):
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part = f"({part})"
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formatted_terms.append(part)
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# Unir con OR y saltos de línea para mejor legibilidad
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return '\n OR '.join(formatted_terms)
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return str_expr
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def _split_main_or_terms(self, expr):
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"""Dividir expresión por OR de nivel principal, respetando paréntesis"""
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parts = []
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current_part = ""
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paren_level = 0
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i = 0
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while i < len(expr):
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char = expr[i]
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||||
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if char == '(':
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paren_level += 1
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||||
current_part += char
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||||
elif char == ')':
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||||
paren_level -= 1
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||||
current_part += char
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||||
elif paren_level == 0 and expr[i:i+4] == ' OR ':
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# OR de nivel principal encontrado
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parts.append(current_part.strip())
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current_part = ""
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i += 3 # Saltar ' OR '
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else:
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current_part += char
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||||
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i += 1
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# Agregar la última parte
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if current_part.strip():
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parts.append(current_part.strip())
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return parts if len(parts) > 1 else [expr]
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||||
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def _parse_actions(self, content):
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"""Extraer todas las ACTIONs del programa"""
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# Buscar patrón ACTION nombre: ... END_ACTION
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action_pattern = r'ACTION\s+(\w+)\s*:(.*?)END_ACTION'
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||||
action_matches = re.findall(action_pattern, content, re.DOTALL | re.IGNORECASE)
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||||
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for action_name, action_code in action_matches:
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||||
# Limpiar el código de la ACTION
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clean_code = action_code.strip()
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self.actions[action_name] = clean_code
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print(f"ACTION encontrada: {action_name} ({len(clean_code)} caracteres)")
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||||
print(f"Total ACTIONs: {len(self.actions)}")
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||||
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def main():
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"""Función principal"""
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converter = SimpleLadConverter()
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try:
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print("=== Convertidor LAD Mejorado ===")
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print("Parseando archivo _PUMPCONTROL.EXP...")
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||||
print("=== Convertidor LAD a SCL con SymPy ===")
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converter.parse_file(".example/_PUMPCONTROL.EXP")
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# Por ahora probar con SYRUPROOMCTRL que tiene variables y ACTIONs
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file_path = ".example/SYRUPROOMCTRL.EXP"
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output_name = "SYRUPROOMCTRL_scl"
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print(f"Parseando archivo {file_path}...")
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||||
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||||
converter.parse_file(file_path)
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print(f"Redes encontradas: {len(converter.networks)}")
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print(f"Secciones de variables: {list(converter.var_sections.keys())}")
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||||
print(f"ACTIONs encontradas: {list(converter.actions.keys())}")
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||||
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||||
# Mostrar información de debug
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converter.print_debug_info()
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||||
# NUEVO: Optimizar expresiones con SymPy
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converter.optimize_expressions()
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# NUEVO: Analizar agrupación de condiciones
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converter.group_common_conditions()
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# Convertir y guardar
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print("\nGenerando código estructurado...")
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structured_code = converter.save_to_file("pump_control_output.txt")
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||||
print("\nGenerando código SCL completo...")
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||||
structured_code = converter.save_to_file(f"{output_name}.txt")
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# Mostrar el código generado
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lines = structured_code.split('\n')
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print(f"\nCódigo generado ({len(lines)} líneas):")
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print(f"\nCódigo SCL generado ({len(lines)} líneas):")
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for i, line in enumerate(lines):
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print(f"{i+1:3d}: {line}")
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print(f"\n✓ Conversión completada!")
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print(f"\n✓ Conversión SCL completada!")
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except Exception as e:
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print(f"Error: {e}")
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