Практически уверен, что pam_limits тут не причем, а ошибка в /etc/pam.d/login;
В качестве проверки, помняйте в этом файле местами 2 строки:
session	optional	/lib/security/pam_lastlog.so nowtmp
session	required	/lib/security/pam_stack.so service=system-auth
(чтобы они были именно в этом порядке).

Так работает?

Практически уверен, что pam_limits тут не причем, а ошибка в /etc/pam.d/login;
В качестве проверки, помняйте в этом файле местами 2 строки:
session	optional	/lib/security/pam_lastlog.so nowtmp
session	required	/lib/security/pam_stack.so service=system-auth
(чтобы они были именно в этом порядке).

Так работает?

Поменял. Ситуация та же. В логах ясно видно два логина, после чего третий запрещен: 

 pam_limits[3675]: Too many logins (max 1) for nata

Но перед этим два нормальных логина.

Поменял. Ситуация та же. В логах ясно видно два логина, после чего третий запрещен: 

 pam_limits[3675]: Too many logins (max 1) for nata

Но перед этим два нормальных логина.

Let's recheck with new version.

По крайней мере в 0.80 работает правильно.