整个系统可分为3个层次：地面监控主站层；以显示控制箱及可编程控制箱为核心的控制及通讯管理层；机械设备层。

1、地面监控主站层：
主要由工控机、监控组态软件组成，通过光缆与井下显示控制箱及可编程控制箱连接。
工控机通过组态软件可以实时显示由井下采集并传输的主排水泵的运行参数， 并存储相关记录，操作人员也只需在地面生产指挥中心采用鼠标操作，就可以实现对各泵组的控制。

2、控制及通讯管理层：
主要由PLC可编程控制箱和触摸屏显示控制箱组成，两控制箱通过矿用网线连接，并通过光纤与地面工控机连接。
PLC可编程控制箱负责完成信号处理、逻辑判断、故障诊断和参数记忆等功能。通过数据采集模块采集水位信号决定泵是否开启以及开启台数，然后根据选择的控制方式按流程启动泵组，此时数据采集模块将采集供电电源、电机、水泵的各项参数，如：检测开关的带电状态、电机定子温度、轴承温度、泵出水口压力、排水管流量、水泵前后轴温度等。
触摸屏显示控制箱负责井下现场集控参数设置、控制输入、及运行参数在触摸屏上显示、声光报警，并且通过光纤与地面监控主站进行数据交换。

3、机械设备层：
煤矿排水系统主要设备包括电机、水泵、吸水管道、排水管道、管道阀门等。该自动控制系统是基于原煤矿排水系统的设计，只需在原有排水系统设备的基础上进行部分改动。除在电机、水泵和管道上做部分机械结构的改动以满足正压、负压、温度、流量、液位传感器的安装需要外，主要是对原有注水阀门更换为电动可控阀门以满足水泵启动抽真空需要，另外就是进行电气线缆布置。为保证安全性，防止自动控制系统出现故障时不能正常启动泵组排水，不破坏原排水系统结构形式，保留原始人工操作方式。