Hola,
Te recomiendo si no quieres interrupciones en el programa (delay) utilices millis() que es lo que hace un PLC.
Interrupciones externas en Arduino Mega tienes 6 como maximo, creo.
Pero con lo que has puesto hay algunas cosas en que me confundes 
el_enano_rumbero:
[...] En un plc programar un ton (temporizador al trabajo) es cuestion de segundos[...]
Un TON no es un temporizador al encendido?
el_enano_rumbero:
[..]Lo mismo, en un plc activas la entrada o salida y es instantaneo, [...]
Instantáneo... instantáneo no es, por que los PLC tienes lo que se llama el watchdog que al igual que arduino tiene el "loop" del programa y si el "loop" tarda mucho en ejecutarse sale el watchdog al rescate!
Un saludo!