持续增长的用电需求推动着大量输电电缆敷设工程的建设。然而,国内输电电缆敷设施工技术相对落后,人工和机械结合的敷设方式存在自动化程度和电缆敷设质量低的问题。本文在分析电缆敷设过程的优化内容的基础上,设计了输电电缆敷设过程优化控制系统。控制系统以PLC为核心控制器,构成了主从式PLC网络。本文的主要研究内容如下:（1）分析了以传统方式敷设电缆的施工流程。以提高电缆敷设质量和自动化程度为宗旨,以减小电缆敷设的牵引力、侧压力和速度波动为优化目标,研究了电缆敷设过程的优化方案:通过引入智能放线架、多台直线输送模组和牵引机等动力设备,以减小电缆的牵引力和侧压力;设计了电缆敷设数据监控方案,对电缆的牵引力、侧压力和敷设速度等参数进行监控;针对多台动力设备研究了基于PID控制智能放线架的协同控制方案,控制牵引机和多台直线输送模组以目标牵引速度输送电缆,使用超声波传感器测量电缆放线时的下垂高度,以下垂高度为输入参数,通过PID控制器运算后输出模拟量,以此驱动智能放线架。（2）依据PLC选型原则和系统控制内容,主站选用了1台西门子CPU 1511C-1PN,从站选用了10台西门子CPU 1211C和1台CPU 1212C,并对系统中的其他电气硬件进行了选型。根据系统的控制要求,分配了PLC的I/O点并设计了电气接线,对主从站PLC进行了网络组态,并分配了以太网IP地址。（3）依据控制系统软件设计的目标和要求,绘制了控制主程序流程图,应用TIA Portal V16软件编写了PLC梯形图程序,包括自动控制程序、手动控制程序、故障报警程序和电缆敷设数据监测程序等;运用Kinco DTools V3软件设计了控制系统的人机界面,包括运行首页、手动控制界面和故障记录界面。（4）对控制系统进行了单元测试和整体测试。单元测试结果表明,智能放线架能有效地解决电缆盘启动和制动难的问题;采用传统方式敷设电缆的速度标准差为8.300,采用多台直线输送模组协同敷设电缆的速度标准差为0.559,后者敷设电缆的速度波动更小,敷设过程更稳定;转弯输送模组集成的侧压力传感器可实时监控电缆侧压力,能有效地保护电缆。整体测试结果表明,在调试PID控制器的参数P为2,I为50之后,实现了调节时间为156s的控制系统,控制系统较好地完成了电缆敷设。较传统电缆敷设方式而言,该控制系统能分散电缆的牵引力、减小电缆所受的侧压力、控制电缆敷设速度的大小和波动,提高了电缆的敷设质量和自动化程度,优化了电缆敷设过程。