Можно ли заменить ПЛК Siemens на микроконтроллеры?
ПЛК - это скорее про софт, чем про хард.
Внутри ПЛК вполне может скрываться и STM32, и Raspberry, и даже комп на винде, и никакого резервирования.

Вся соль - в разных специальных промышленных протоколах и надёжности программ.
Например на ПЛК в принципе нет ошибок связанных с памятью, ибо никто программисту не даёт доступа к памяти и указателям, а время выполнения строго контролируется, причём даже между несколькими узлами: на уровне протокола можно гарантировать, что условно 10 физически разнесённых узлов одновременно выполнят какое-то действие с точностью до микросекунд.

Так что если ошибка и будет - она будет в логике, а не в том как она реализована.

Ну и сверху это всё ещё обмазано маркетингом и всякими интерфейсами для совместимости с другим оборудованием.

И будет ли 2 микроконтроллера(один из которых в резерве и будет запускаться, при неисправности основного) более надежны, чем ПЛК siemens?
Если ты докажешь, что в программе нет багов, а электрическая схема будет достаточно адекватной, чтобы случайно 220 на логические входы не подать, то это будет даже надёжнее.
Если вы фанат ST (structured text), то можете купить книгу Сергея Романова за 1 тыс. руб., пишите на нём.
Только на CFC (фунциональные схемы) отлаживать проще. (как я писал в примечании, я предпочитаю SFC, граф состояний).
Если не нравится Siemens, можете взять Овен. Возможно, сейчас в России будут проблемы с импортом.