本发明公开了一种大型火电机组的汽机主控制系统，属电站汽机的电路自动控制系统，解决了大型火电机组的快速负荷响应和稳定控制的技术问题。包括PID模块、A/D转换器、发电机功率、主汽压力和汽轮机主调节汽门阀位传感器，采用分散控制系统中的函数模块、模拟操作器、限幅模块、大选模块、加法模块、定值模块、切换模块、调节模块、“与”门模块、“非”门模块搭建成实时在线优化电路，构成一个独立的汽机主控制系统，解决了大型火电机组汽机主控制系统快速负荷响应和稳定控制的技术问题，可提高机组的热经济性指标和技术参数指标并达到节能减排的目的。本发明尤其适合300MW以上的大型火力发电机组。