Logical Node（LN）とは何か

Logical Node（LN）を一言で表現すると、

「変電設備の機能を小さく分解した論理的な機能ブロック」です。

もっと噛み砕くと、「IEDの中に存在する“役割単位”」とも言えます。

例えば、保護リレーには様々な機能があります。

過電流保護（50/51）
地絡保護（50N/51N）
遮断器制御
電流計測
電圧計測
アラーム監視
イベント記録

などです。IEC 61850では、これらを全部まとめて扱うのではなく、「機能ごとに分割」します。

その分割された最小単位がLNです。

LNは“機能単位”である

例えば、遮断器を制御する機能があります。

IEC 61850では、これは一般的に

「XCBR」

というLNで表現されます。

XCBRは、

遮断器の開閉状態
開操作
閉操作
遮断器異常
トリップ状態

などを持っています。

つまり、「遮断器そのもの」ではなく、「遮断器に関する機能モデル」なのです。

同じように、

PTOC → 過電流保護

PDIS → 距離保護

MMXU → 電気量計測

CSWI → スイッチ制御

GGIO → 汎用I/O

など、機能ごとにLNが定義されています。

この“機能分割思想”こそがIEC 61850の本質の一つです。

なぜLNという考え方が必要だったのか

従来の変電設備では、「メーカーごとに信号名が違う」という問題がありました。

例えば遮断器状態一つ取っても、

CB ON
52a
Breaker Close
CB Status
XCBR Pos

など、メーカーや設備によって表現がバラバラでした。

これでは、異なるメーカー間でシステムを統合する際に非常に苦労します。

そこでIEC 61850では、「遮断器状態はこう表現しましょう」という共通ルールを定義しました。

それがLNです。つまりLNは、“メーカー独自表現を排除するための共通言語”でもあるのです。

LNは「仮想的な装置」に近い

ここで重要なのは、LNは物理機器ではないという点です。

例えばPTOC（過電流保護LN）は、「盤の中にPTOCという基板が存在する」わけではありません。

あくまでIED内部に存在する“論理的な機能”です。

つまりLNは、

実際の機械
実際の配線
実際の端子

ではなく、「ソフトウェア的な機能モデル」なのです。

ここが、従来のアナログ変電との大きな違いでもあります。

実際のIEDの中には大量のLNが存在する

実際のIED内部には、多数のLNが存在します。

例えば変圧器保護IEDなら、

PTOC（過電流）
PDIF（差動）
RBRF（50BF）
MMXU（計測）
XCBR（遮断器）
CSWI（制御）
GGIO（汎用信号）

などが同時に存在していることがあります。

つまりIEDとは、「LNの集合体」とも言えるわけです。

実際、IEC 61850設計では、「このIEDにどのLNを持たせるか」を設計していくことになります。

LNには命名ルールがある

IEC 61850では、LN名にもルールがあります。

例えば、

P → Protection（保護）
X → Switchgear（開閉装置）
M → Measurement（計測）
C → Control（制御）
G → Generic（汎用）

など、先頭文字に意味があります。

例えば、

PTOC→ Protection Time OverCurrent→ 時限過電流保護

MMXU→ Measurement Unit→ 電気量計測

CSWI→ Control Switch→ 制御スイッチ

となります。

最初は暗号のように見えますが、慣れると「LN名を見るだけで機能が分かる」ようになります。

LNの中にはさらにデータが存在する

LNは単体では終わりません。

LNの中には、Data ObjectとData Attributeが存在します。

例えばXCBRなら、

Pos（位置）
Loc（ローカル/リモート）
OpCnt（操作回数）

などを持ちます。

さらにPosの中には、

stVal（状態値）
q（品質）
t（タイムスタンプ）

などが入っています。つまりIEC 61850は、「設備情報を非常に細かく構造化」しているのです。

これがSASの強力さでもあり、複雑さでもあります。

LNはGOOSEやMMSの基礎になる

GOOSE通信でもLNは非常に重要です。

例えば、「過電流発生 → 遮断器トリップ」という動作をGOOSEで行う場合、

PTOCの出力情報を、別IEDのXCBRへ伝送する

という構造になります。

つまりGOOSEとは、「LN同士の情報交換」とも言えるのです。

GOOSEを理解するには、まずLNを理解する必要があります。

デジタル変電では“配線”より“LN設計”が重要になる

従来の変電設備では、重要だったのは配線図でした。

しかしデジタル変電では、

どのLNを持つか
どのIEDに持たせるか
どのLN同士を通信させるか
GOOSEで送るか
MMSで監視するか

といった、“論理設計”が極めて重要になります。

つまり、「盤をどう配線するか」から、「機能をどう分割するか」へ設計思想が変わっているのです。

これはデジタル変電最大のパラダイムシフトの一つと言えます。

LNを理解するとSCLが読めるようになる

IEC 61850で避けて通れないものにSCLがあります。

SCL（Substation Configuration Language）は、変電設備構成をXML形式で記述するものですが、ここでもLNが大量に登場します。

例えば、

LD（Logical Device）
LN（Logical Node）
DO（Data Object）
DA（Data Attribute）

という階層構造になります。

つまりLNは、SCLの中核でもあります。

SCLが読めない原因の多くは、「LNの意味が分からない」ことにあります。

逆に言えばLNを理解すると、SCLの理解も急激に進みます。

まとめ

― LNはデジタル変電の“共通言語”である ―

Logical Node（LN）は、IEC 61850の中心概念です。

そしてLNとは、「変電設備の機能を、世界共通ルールで論理分割したもの」と言えます。

従来の変電設備では、

接点
配線
盤

が中心でした。しかしデジタル変電では、

機能
データ
通信
論理構造

が中心になります。その土台を支えているのがLNです。

デジタル変電を勉強していると、最初は「PTOC？ XCBR？ MMXU？何の暗号だ…」となります。

しかし、ここを超えると、一気に世界が見え始めます。

実際のSAS設計でも、

GOOSE設計
Signal List
SCL
IED構成
BCU設計
SCADA連携

すべてにLNが関わってきます。

つまりLNを理解することは、“IEC 61850の入口”であると同時に、

“デジタル変電そのものを理解する第一歩”でもあるのです。

デジタル変電関係の用語集をコチラに集約しております。デジタル変電とは？用語が多すぎてわからないという方は参照ください。

そもそもIEC 61850とは何をしている規格なのか