Los procesos de fabricación rollo a rollo (R2R) exigen un control preciso de la velocidad y tensión del material o hilo, junto con mecanismos robustos para manejar fallos del sistema. Este documento presenta un enfoque integrado que combina control de alto rendimiento con detección de fallos confiable para un sistema R2R experimental. Se diseña una estrategia de control en cascada basada en modelos, que incorpora identificación del sistema, compensación de radio para diámetros de rollo variables y un filtro de Kalman para mitigar el ruido del sensor de carga, asegurando una regulación precisa de la velocidad y tensión del hilo en condiciones de operación normales. Paralelamente, una capa de detección de fallos impulsada por datos utiliza modelos de Regresión de Proceso Gaussiano (GPR), entrenados fuera de línea con datos de operación saludables, para predecir la tensión del hilo y las velocidades del motor. Durante la operación, las discrepancias entre los valores medidos y los valores predichos por GPR que superan los umbrales predefinidos provocan un apagado inmediato del sistema, evitando la pérdida de material y daños en el equipo. Los ensayos experimentales demuestran una regulación de tensión dentro de +/-0.02 N y errores de velocidad por debajo de +/-5 rad/s en diferentes diámetros de rollo, mientras que los escenarios de rotura de hilo y fallos del motor se detectan dentro de un único intervalo de muestreo.