Проблема наконец-то решена.

Оказывается, что для определения исключительной ситуации датчика необходимо учитывать не только значение нулевого байта и кол-во передаваемых байт, но и значение выхода Error в ФБ OWEN_GET_REAL.

Поскольку по непонятным причинам Error может принимать значение TRUE, даже если передача данных с датчика идет нормально. Так же и буфер в ФБ OWEN_UNI_IO может показывает, что передается только нулевой байт (код ошибки), но выход Value в ФБ OWEN_GET_REAL продолжать выдавать адекватные значения.

Алгоритм неоднократно проверен на объектах. Все четко работает даже без формирования задержки для выдачи сигнала о нештатной ситуации.

Удивительно, что техподдержка так и не нашла, что ответить на этот вопрос, а только настоятельно рекомендовала перейти на использование протокола Модбас.